应用于高边驱动电平位移的钳位电路

技术领域

本发明涉及一种钳位电路设计，尤其涉及一种应用于高边驱动电平位移且能够显著降低死区时间的钳位电路。

背景技术

目前市面上的高边驱动（High Side Driver）多采用集成的驱动芯片，这类高边驱动，其驱动能力强，且自带保护功能。而在该类芯片的电路设计上，普遍采用电流源的通断流传递逻辑电平。但通常该部分存在较大的寄生电容，造成逻辑电平传递时存在较长的死区时间，且长期难以克服。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的旨在提出一种应用于高边驱动电平位移的钳位电路。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术解决方案为，应用于高边驱动电平位移的钳位电路，包含输入向的第一电压VPower、第二电压VCC、二极管D1、电阻R1，输出向的参考电压VBoot、功率管源端VLX，以及输入输出之间的驱动单元，其中二极管D1单向接入第二电压VCC与参考电压VBoot之间，电阻R1的一端与二极管D1的负极相连接，电阻R1的另一端通过MOS管M1和电压控制电流源I1接入公共接地端电压VSS，其特征在于：电路中设有NPN型三极管Q1作为钳位管，其中钳位管的集电极与二极管D1的负极相连接，钳位管的发射极与MOS管M1的漏极相连接，钳位管的基极与功率管源端VLX相连接。

优选的，所述钳位电路通过MOS管M1和电压控制电流源I1传递逻辑电平，其中MOS管M1的漏极与钳位管的发射极及电阻R1的另一端相连接，MOS管M1的源极通过电压控制电流源I1接入公共接地端，MOS管M1的栅极与输入电压VCC相连接。

应用本发明的钳位电路设计，具备显著的进步性：该电路充分利用了NPN型三极管电流效率高的特性，提升了对寄生节点的充电速率和响应速度，有效缩减了死区时间。同时，采用电压控制电流源作为逻辑电平传递的途径，进一步提升了稳定可靠性。

附图说明

图1是本发明应用于高边驱动电平位移的钳位电路的接线示意图。

具体实施方式

以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握，从而对本发明的保护范围做出更为清晰的界定。

本发明设计者针对传统高边驱动电平位移电路由于其中存在较大的寄生电容，造成逻辑电平传递存在较长死区时间的不足进行了综合分析，结合自身经验和创造性劳动，提出了一种应用于高边驱动电平位移的钳位电路，在传统电路的基础上，改进钳位器件的选择和连接，以提升响应速度、克服死区时间过长的问题。

为便于更具象化地理解，如图1所示，该应用于高边驱动电平位移的钳位电路，包含输入向的第一电压VPower、第二电压VCC、二极管D1、电阻R1，输出向的参考电压VBoot、功率管源端VLX，以及输入输出之间的驱动单元，其中二极管D1为晶体管或电子管并单向接入输入电压VCC与参考电压VBoot之间，电阻R1的一端与二极管D1的负极相连接，电阻R1的另一端通过MOS管M1（即场效应晶体管）和电压控制电流源I1接入公共接地端电压VSS。这里，该MOS管M1起到为电压控制电流源I1隔离高电压的作用。为了更高效率地传递逻辑电平，对电阻R1与MOS管M1之间的寄生节点快速充电，作为本发明钳位电路的主要优化特点，该电路中设有NPN型三极管Q1作为钳位管，其中钳位管的集电极与二极管D1的负极相连接，钳位管的发射极与MOS管M1的漏极相连接，钳位管的基极与功率管源端VLX相连接。由此，能够充分利用NPN型三极管电流效率高，对寄生节点充电速度快的特定，显著提高整个电路的响应速度，降低死区时间。这里，为了更好地理解寄生节点，图中示意性地将此处MOS管M1部分的寄生电容Cpar以并联方式单独接出，并由NPN型三极管Q1的发射极对其实施快速充电。

再者，从电压控制电流源I1的角度来看，本发明该钳位电路通过MOS管M1和电压控制电流源I1作为逻辑电平信号的传递途径，其中MOS管M1的漏极与钳位管的发射极及电阻R1的另一端相连接，MOS管M1的源极连接电压控制电流源I1，MOS管M1的栅极与输入电压VCC相连接。在信号传递过程中，以参考电压VBoot作为参考节点，在第二电压VCC对MOS管M1栅极的控制下，MOS管M1开启的条件下，当电流源I1中有电流流过时传递逻辑电平“0”，当电流源I1中没有电流流过时传递逻辑电平“1”，稳定可靠性显见。

综上结合图示的实施例详述可见，应用本发明的钳位电路设计，充分利用了NPN型三极管电流效率高的特性，提升了对寄生节点的充电速率和响应速度，有效缩减了死区时间。同时，采用电压控制电流源作为逻辑电平传递的途径，进一步提升了稳定可靠性。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内进行修改或者等同变换，均应包含在本发明的保护范围之内。