电平移位电路及具有其的半桥转换电路的制作方法

本发明涉及电子，具体而言，涉及一种电平移位电路及具有其的半桥转换电路。

背景技术：

1、半桥驱动器包含低侧驱动器和高侧驱动器两部分，其广泛应用在电源管理、电机驱动、同步整流等领域。

2、电压电平移位器作为半桥驱动器的重要模块负责将对地参考的逻辑控制信号转化为高侧驱动器的浮动控制信号。在控制高侧驱动器过程中，浮动地的瞬态电压会快速变化从而产生瞬态共模电压、电流信号，瞬态共模信号的快速变化对电平移位器正常工作会产生严重干扰，从而影响半桥驱动器的正常工作，并对驱动器的可靠性设计带来了挑战。对于驱动宽禁带半导体氮化镓与碳化硅功率器件，浮动地瞬态共模电压变化可超过100v/ns，这对半桥驱动器中的电平移位器的抗瞬态共模干扰能力提出了挑战。传统的电压电平移位器不能满足该要求。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种电平移位电路及具有其的半桥转换电路，以至少解决电压电平移位器的瞬态电压对电平移位器的正常工作产生干扰的的技术问题。

2、根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电平移位电路，包括：输入单元，用于提供逻辑驱动电流信号，逻辑驱动电流信号的共模电压具有由低电平向高电平变化的第一变化状态和高电平向低电平变化的第二变化状态；第一电流生成单元，用于生成正瞬态共模电流，与正瞬态共模电流对应的共模电压具有第一变化状态；第二电流生成单元，与第一电流生成单元电连接，用于生成负瞬态共模电流，与负瞬态共模电流对应的共模电压具有第二变化状态；干扰滤除单元，分别与输入单元、第一电流生成单元和第二电流生成单元电连接，用于根据正瞬态共模电流与负瞬态共模电流，抵消逻辑驱动电流信号的共模电压变化产生的寄生电流；输出单元，与干扰滤除单元电连接，用于将逻辑驱动电流信号转换为浮动控制信号。

3、可选地，输入单元包括：脉冲发生器，用于生成脉冲电压信号；第一开关模块，与脉冲发生器的输出端和地电平电连接，用于根据脉冲电压信号，产生逻辑驱动电流信号。

4、可选地，第一开关模块包括第一晶体管和第一电容，其中：第一晶体管的栅极与脉冲发生器的输出端电连接，第一晶体管的漏端与第一电容的第一端电连接，第一晶体管的源端和第一电容的第二端均与地电平电连接。

5、可选地，第一电流生成单元包括：第二开关模块，与地电平电连接，用于生成正瞬态共模电流；第一电流镜模块，分别与第二开关模块和干扰滤除单元电连接，用于将正瞬态共模电流复制为输出电流。

6、可选地，第二开关模块包括第二晶体管和第二电容，其中：第二晶体管与第一晶体管具有相同类型和尺寸；第二晶体管的漏端分别与第一电流镜模块的第一输出端和第二电容的第一端电连接，第二晶体管的源端、第二晶体管的栅极以及第二电容的第二端均与地电平电连接，第一电流镜模块的第二输出端用于提供输出电流。

7、可选地，第一电流镜模块包括第一pmos管和第二pmos管，其中：第一pmos管与第二pmos管源端互连，第一pmos管与第二pmos管栅极互连后与第一pmos管的漏端共同构成第一电流镜模块的第一输出端，第二pmos管的漏端作为第一电流镜模块的第二输出端。

8、可选地，第二电流生成单元包括：第三开关模块，与地电平电连接，用于生成负瞬态共模电流；第二电流镜模块，分别与第三开关模块、第一电流生成单元和干扰滤除单元电连接，用于将负瞬态共模电流复制为输入电流。

9、可选地，第三开关模块包括第三晶体管和第三电容，其中：第三晶体管与第一晶体管具有相同类型和尺寸；第三晶体管的漏端分别与第二电流镜模块的第一输入端和第三电容的第一端电连接，第三晶体管的源端、第三晶体管的栅极以及第三电容的第二端均与地电平电连接，第二电流镜模块的第二输入端用于提供输入电流。

10、可选地，第二电流镜模块包括第一nmos管和第二nmos管，其中：第一nmos管与第二nmos管源端互连，第一nmos管与第二nmos管栅极互连后与第一nmos管的漏端共同构成第二电流镜模块的第一输入端，第二nmos管的漏端作为第二电流镜模块的第二输入端，并与第一电流生成单元电连接。

11、可选地，第二电流镜模块还包括第三nmos管，第三nmos管、第一nmos管与第二nmos管的栅极互连，第三nmos管、第一nmos管与第二nmos管源端互连，第三nmos管的漏端与干扰滤除单元电连接。

12、可选地，干扰滤除单元包括：第三电流镜模块，分别与第一电流生成单元和输出单元电连接；第四电流镜模块，分别与输入单元、第二电流生成单元和输出单元电连接。

13、可选地，第三电流镜模块包括第四nmos管和第五nmos管，其中：第四nmos管与第五nmos管源端互连，第四nmos管与第五nmos管栅极互连后与第四nmos管的漏端电连接第一电流生成单元，第五nmos管的漏端与输出单元电连接。

14、可选地，第四电流镜模块包括第三pmos管和第四pmos管，其中：第三pmos管与第四pmos管源端互连，第三pmos管与第四pmos管栅极互连后与第三pmos管的漏端电连接输入单元、所述第二电流生成单元，第四pmos管的漏端与输出单元电连接。

15、可选地，输入单元包括与脉冲发生器电连接的两个第一开关模块，电平移位电路包括：两个第一电流生成单元；两个第二电流生成单元；与第一电流生成单元和第二电流生成单元一一对应连接的两个干扰滤除单元，两个干扰滤除单元中，第四电流镜模块通过所述第四pmos管的漏端与所述输出单元电连接。

16、根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种半桥转换电路，包括上述的电平移位电路。

17、在本发明实施例中，采用第一电流生成单元生成正瞬态共模电流与正瞬态共模电流对应的共模电压具有第一变化状态，并采用第二电流生成单元生成负瞬态共模电流，与负瞬态共模电流对应的共模电压具有第二变化状态，然后通过干扰滤除单元根据正瞬态共模电流与负瞬态共模电流，抵消共模电压产生的寄生电流，达到了将浮动地的正瞬态电压和负瞬态电压变化产生的寄生电流消除掉的目的，从而保证输入的信号触发的驱动电流能够传导到输出电路，实现电平电压移位器的正常工作，进而解决了电压电平移位器的瞬态电压对电平移位器的正常工作产生干扰的技术问题。

技术特征：

1.一种电平移位电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电平移位电路，其特征在于，所述输入单元包括：

3.根据权利要求2所述的电平移位电路，其特征在于，所述第一开关模块包括第一晶体管和第一电容，其中：

4.根据权利要求3所述的电平移位电路，其特征在于，所述第一电流生成单元包括：

5.根据权利要求4所述的电平移位电路，其特征在于，所述第二开关模块包括第二晶体管和第二电容，其中：

6.根据权利要求5所述的电平移位电路，其特征在于，所述第一电流镜模块包括第一pmos管和第二pmos管，其中：

7.根据权利要求3所述的电平移位电路，其特征在于，所述第二电流生成单元包括：

8.根据权利要求7所述的电平移位电路，其特征在于，所述第三开关模块包括第三晶体管和第三电容，其中：

9.根据权利要求8所述的电平移位电路，其特征在于，所述第二电流镜模块包括第一nmos管和第二nmos管，其中：

10.根据权利要求9所述的电平移位电路，其特征在于，所述第二电流镜模块还包括第三nmos管，所述第三nmos管、所述第一nmos管与所述第二nmos管的栅极互连，所述第三nmos管、所述第一nmos管与所述第二nmos管源端互连，所述第三nmos管的漏端与所述干扰滤除单元电连接。

11.根据权利要求2至10中任一项所述的电平移位电路，其特征在于，所述干扰滤除单元包括：

12.根据权利要求11所述的电平移位电路，其特征在于，所述第三电流镜模块包括第四nmos管和第五nmos管，其中：

13.根据权利要求11所述的电平移位电路，其特征在于，所述第四电流镜模块包括第三pmos管和第四pmos管，其中：

14.根据权利要求13所述的电平移位电路，其特征在于，所述输入单元包括与所述脉冲发生器电连接的两个所述第一开关模块，所述电平移位电路包括：

15.一种半桥转换电路，其特征在于，包括权利要求1至14中任一项所述的电平移位电路。

技术总结
本发明公开了一种电平移位电路及具有其的半桥转换电路。该电平移位电路包括：输入单元，用于提供逻辑驱动电流信号，逻辑驱动电流信号的共模电压具有由低电平向高电平变化的第一变化状态和高电平向低电平变化的第二变化状态；第一电流生成单元，用于生成正瞬态共模电流，与正瞬态共模电流对应的共模电压具有第一变化状态；第二电流生成单元，用于生成负瞬态共模电流，与负瞬态共模电流对应的共模电压具有第二变化状态；干扰滤除单元，用于抵消逻辑驱动电流信号的共模电压变化产生的寄生电流；输出单元，用于将逻辑驱动电流信号转换为浮动控制信号。上述电路解决了电压电平移位器的瞬态电压对电平移位器的正常工作产生干扰的问题。

技术研发人员：刘大伟,范建林,尹良超,陈建,林征波,潘茵,吴文静
受保护的技术使用者：深圳市新硅集成电路有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13