抗噪声电平移位电路、高压驱动电路及系统的制作方法

本技术涉及电路，具体地涉及一种抗噪声电平移位电路、高压驱动电路及系统。

背景技术：

1、高压驱动集成电路(hvic)通常用于驱动半桥连接的半导体功率器件，常以此进行电机驱动，实现对汽车电子、电动马达等的控制。hvic的输入端接收来自mcu等的控制信号，输出用于驱动半桥电路中的高侧功率器件和低侧功率器件的信号。电平移位电路是hvic的关键部分，将控制信号从低电压区传递到高电压区，而hvic的工作频率主要受限于电平移位电路。为了使得低电位系统的信号能够驱动高侧功率器件，高压电平移位电路被内置于hvic中以实现低电压信号到高电压信号的转换，进而实现对驱动系统中的高侧功率器件的控制。

2、图1为一种高压电平移位电路的结构示意图。该图中显示了利用共源极ldmos管m1和m2进行高压电平移位。输入信号分别传输至ldmos管m1的栅极和ldmos管m2的栅极，控制m1和m2的开启和关断。m1的源极接低侧地gnd，漏极接节点vds，m2源极接低侧地gnd，漏极接节点vdr，电阻r1一端接节点vds，另一端接高侧浮动电源vb，电阻r2一端接节点vdr，另一端接高侧浮动电源vb。当vb端的电位被快速提升时，由于ldmos管m1及m2内存在寄生电容，会在ldmos管m1及m2的源/漏端寄生电容处产生位移电流，该电流会在ldmos的漏端电阻r1及r2上产生了噪声电压。为了消除该噪声电压，在高压电平移位电路中设置有噪声消除电路，参考图1所示。该电路可抑制电压瞬变噪声对正常电平转换的影响。即为，vb端的电位被快速提升，在ldmos的漏端电阻r1及r2上产生了电压瞬变噪声v1及v2时，噪声消除电路可以将电压瞬变噪声转换为电流，通过共模噪声电路中的内部的交叉耦合电流镜将电流相互抵消，从而达到消除电压瞬变噪声的目的。

3、但是，在上述电路中，噪声消除电路需要工作在ldmos管m1及m2被触发的基础上。在ldmos管m1及m2未被触发时，由于m1及m2工艺上的差异和/或电阻r1及r2工艺上的差异，导致电阻r1及r2上产生的电压瞬变噪声不同。这样，通过上述噪声消除电路无法完全消除电压瞬变噪声。此时在一些技术中，需要加额外的滤波电路以消除电压瞬变噪声，而滤波电路的加入会增加高压电平移位电路中的总延时，进而限制电路的最大工作频率。即为现在方案无法兼顾同时兼顾延时与噪声的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提供一种抗噪声电平移位电路、高压驱动电路及系统，以利于解决现有技术中不能同时兼顾低延时和抗噪声的问题。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种抗噪声电平移位电路，包括：电平移位模块、补偿模块及噪声消除模块；

3、所述电平移位模块的第一端用于外接高侧浮动电源，所述电平移位模块的第二端用于外接固定电位端；

4、所述补偿模块的第一端用于外接高侧浮动地端，所述补偿模块的第二端用于外接所述高侧浮动电源，所述补偿模块与所述噪声消除模块电连接；所述补偿模块，用于在所述高侧浮动电源电压瞬变时，调整所述噪声消除模块内噪声电流的大小；

5、所述噪声消除模块的第一端用于外接所述高侧浮动电源，所述噪声消除模块的第二端用于外接所述高侧浮动地端，所述噪声消除模块的控制端与所述电平移位模块的输出端电连接；所述噪声消除模块，用于将电压瞬变噪声转换为噪声电流，消除所述噪声电流。

6、在第一方面的一种可能的实现方式中，补偿模块包括补偿控制子模块、第一补偿子模块、和/或第二补偿子模块；

7、所述补偿控制子模块的第一端用于外接高侧浮动电源，所述补偿控制子模块的第二端用于外接高侧浮动地端；所述补偿控制子模块，用于在所述高侧浮动电源电压瞬变时，控制第一补偿子模块和/或第二补偿子模块开启；

8、所述第一补偿子模块的控制端与所述补偿控制子模块的第一输出端电连接，所述第一补偿子模块的第一端用于外接高侧浮动电源，所述第一补偿子模块的第二端与所述噪声消除模块电连接；所述第一补偿子模块，用于调节所述噪声消除模块的噪声电流；

9、和/或，

10、所述第二补偿子模块的控制端与所述补偿控制子模块的第二输出端电连接，所述第二补偿子模块的第一端与所述噪声消除模块电连接，所述第二补偿子模块的第二端用于外接高侧浮动地端；所述第二补偿子模块，用于调节所述噪声消除模块的噪声电流。

11、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述噪声消除模块包括第一控制子模块、第一电流镜、第二控制子模块及第二电流镜；其中，

12、所述第一控制子模块的控制端与所述电平移位模块的第一输出端电连接，所述第一控制子模块的第一输出端与所述第一电流镜的第一端电连接，所述第一控制子模块的第二输出端与所述第二电流镜的第一端电连接，所述第一控制子模块的第一端用于外接高侧浮动电源，所述第一电流镜的输出端用于外接高侧浮动地端，所述第一电流镜的第一调整端与所述第一补偿子模块的第二端电连接，和/或，所述第一电流镜的第二调整端与所述第二补偿子模块的第一端电连接；所述第一电流镜的第一调整端与所述第一电流镜的第二调整端不同，且所述第一电流镜的第一调整端包括所述第一电流镜的第一端或所述第一电流镜的第二端，所述第一电流镜的第二调整端包括所述第一电流镜的第二端或所述第一电流镜的第一端；

13、所述第二控制子模块的控制端与所述电平移位模块的第二输出端电连接，所述第二控制子模块的第一输出端与所述第二电流镜的第二端电连接，所述第二控制子模块的第二输出端与所述第一电流镜的第二端电连接；所述第二控制子模块的第一端用于外接高侧浮动电源，所述第二电流镜的输出端用于外接高侧浮动地端；所述第二电流镜的第一调整端与所述第一补偿子模块的第二端电连接，和/或，所述第二电流镜的第二调整端与所述第二补偿子模块的第一端电连接；所述第二电流镜的第一调整端与所述第二电流镜的第二调整端不同，且所述第二电流镜的第一调整端包括所述第二电流镜的第一端或所述第二电流镜的第二端，所述第二电流镜的第二调整端包括所述第二电流镜的第二端或所述第二电流镜的第一端；

14、所述第一补偿子模块，具体用于在所述高侧浮动电源电压瞬变时，调节所述第一电流镜中第一调整端的噪声电流及所述第二电流镜中第一调整端的噪声电流；

15、和/或，所述第二补偿子模块，具体用于调节所述第一电流镜中第二调整端的噪声电流及所述第二电流镜中第二调整端的噪声电流；

16、所述第一控制子模块，用于在产生电压瞬变第一噪声时，将电压瞬变第一噪声转换为第一噪声电流，并将所述第一噪声电流传输至所述第一电流镜的第一端及所述第二电流镜的第一端；

17、所述第二控制子模块，用于在产生电压瞬变第二噪声时，将电压瞬变第二噪声转换为第二噪声电流，并将所述第二噪声电流传输至所述第一电流镜的第二端及所述第二电流镜的第二端；

18、所述第一电流镜，用于消除其内的噪声电流；

19、所述第二电流镜，用于消除其内的噪声电流。

20、在第一方面的一种可能的实现方式中，在所述补偿模块包括所述第一补偿子模块时，所述补偿控制子模块包括第一开关；所述第一开关的第一端及控制端均用于外接高侧浮动地端，所述第一开关的第二端用于外接高侧浮动电源；

21、所述第一补偿子模块包括第二开关及第三开关，所述第二开关的控制端及第三开关的控制端均与所述第一开关的控制端电连接，所述第二开关的第一端及第三开关的第一端用于外接高侧浮动电源，所述第二开关的第二端与所述第一电流镜的第一调整端电连接；所述第三开关的第二端与所述第二电流镜的第一调整端电连接；

22、和/或，

23、在所述补偿模块包括第二补偿子模块时，所述控制子模块包括：第四开关；所述第四开关的控制端及第一端用于外接高侧浮动电源，所述第四开关的第二端用于外接高侧浮动地端；

24、所述第二补偿子模块包括第五开关及第六开关；所述第五开关及第六开关的控制端均与所述第四开关的控制端电连接，所述第五开关及第六开关的第一端均用于外接高侧浮动地端，所述第五开关的第二端与所述第一电流镜的第二调整端电连接，所述第六开关的第二端与所述第二电流镜的第二调整端电连接。

25、在第一方面的一种可能的实现方式中，在所述补偿模块包括：第一补偿子模块及第二补偿子模块时，所述补偿控制子模块还包括：第七开关；

26、所述第七开关的控制端与所述第一开关的控制端电连接，所述第七开关的第一端用于外接高侧浮动电源，所述第七开关的第二端与所述第四开关的控制端及第一端电连接。

27、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一控制子模块包括：第八开关，第九开关；所述第二控制子模块包括：第十开关及第十一开关；

28、所述第八开关的控制端及第九开关的控制端均与所述电平移位模块的第一输出端电连接，所述第八开关的第一端及第九开关的第一端均用于外接高侧浮动电源，所述第八开关的第二端与第一电流镜的第一端电连接；所述第九开关的第二端与所述第二电流镜的第一端电连接；

29、所述第十开关的控制端及第十一开关的控制端均与所述电平移位模块的第二输出端电连接，所述第十开关的第一端及第十一开关的第一端均用于外接高侧浮动电源，所述第十开关的第二端与第一电流镜的第二端电连接；所述第十一开关的第二端与所述第二电流镜的第二端电连接。

30、在第一方面的一种可能的实现方式中，第一电流镜包括第十二开关及第十三开关，第二电流镜包括第十四开关及第十五开关；

31、所述第十二开关的控制端及第一端均与所述第八开关的第二端电连接，所述第十二开关的第二端用于外接高侧浮动地端；所述第十三开关的控制端与所述第十二开关的控制端电连接，所述第十三开关的第一端与所述第十开关的第二端电连接，所述第十三开关的第二端用于外接高侧浮动地端；所述第三开关的第二端与所述第一电流镜的第一调整端电连接，和/或，所述第五开关的第一端与所述第一电流镜的第二调整端电连接；其中，所述第一电流镜的第一调整端包括所述第十三开关的第一端或所述第十二开关的第一端，所述第一电流镜的第二调整端包括所述第十二开关的第一端或所述第十三开关的第一端；

32、所述第十五开关的控制端及第一端均与所述第十一开关的第二端电连接，所述第十五开关的第二端用于外接高侧浮动地端；所述第十四开关的控制端与所述第十五开关的控制端电连接，所述第十四开关的第一端与所述第九开关的第二端电连接，所述第十四开关的第二端用于外接高侧浮动地端；所述第二开关的第二端与所述第二电流镜的第一调整端电连接，和/或，所述第六开关的第一端与所述第二电流镜的第二调整端电连接；其中，所述第二电流镜的第一调整端包括所述第十四开关的第一端或所述第十五开关的第一端，所述第二电流镜的第二调整端包括所述第十五开关的第一端或所述第十四开关的第一端。

33、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述补偿控制子模块还包括第一电阻，所述第一电阻的一端与所述第一开关的第一端电连接，所述第一电阻的另一端用于外接所述高侧浮动地端。

34、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一电阻包括可变电阻。

35、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一控制子模块还包括第二电阻，第三电阻，所述第二控制子模块还包括第四电阻；

36、所述第二电阻的一端用于外接高压浮动电源，所述第二电阻的另一端与所述第八开关的第一端，第九开关的第一端，第十开关的第一端及第十一开关的第一端电连接，所述第三电阻的一端及所述第四电阻的一端与所述第一电阻的另一端电连接，所述第三电阻的另一端与所述第八开关的控制端电连接，所述第四电阻的另一端与所述第十开关的控制端电连接。

37、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述电平移位模块包括相互并联的第一并联支路及第二并联支路，所述第一并联支路包括第十六开关及第五电阻，第二并联支路包括第十七开关及第六电阻；其中，

38、所述第一并联支路及第二并联支路并联在高压浮动电源及固定电位端之间，且在第一并联支路中，所述第十六开关的控制端用于接收脉冲信号，所述第十六开关的第一端与所述第五电阻的一端电连接，所述第五电阻的另一端用于外接高压浮动电源，所述第十六开关的第二端电连接所述固定电位端；

39、在所述第二并联支路中，所述第十七开关的控制端用于接收脉冲信号，所述第十七开关的第一端与所述第六电阻的一端电连接，所述第六电阻的另一端用于外接高压浮动电源，所述第十七开关的第二端电连接所述固定电位端。

40、在第一方面的一种可能的实现方式中，还包括滤波模块；

41、所述滤波模块的输入端与所述噪声消除模块的输出端电连接；所述滤波模块，用于对所述噪声消除模块输出的电信号进行噪声滤除。

42、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述滤波模块包括第一滤波支路及第二滤波支路；其中，

43、所述第一滤波支路包括第一电容及相互串联的第一反相器，第七电阻，第二反相器，第三反相器；所述第一反相器的输入端与所述噪声消除模块的第一输出端电连接，所述第一电容的第一电极与所述第二反相器的输入端电连接，所述第一电容的第二电极用于外接高压浮动地端；

44、所述第二滤波支路包括第二电容及相互串联的第四反相器，第八电阻，第五反相器，第六反相器；所述第四反相器的输入端与所述噪声消除模块的第二输出端电连接，所述第二电容的第一电极与所述第五反相器的输入端电连接，所述第二电容的第二电极用于外接高压浮动地端。

45、第二方面，本技术实施例提供了一种高压驱动电路，包括抗噪声电平移位模块，其中，所述抗噪声电平移位模块包括上述第一面任一项所述的抗噪声电平移位电路。

46、在第二方面的一种可能的实现方式中，还包括：脉冲产生模块，rs触发模块，高侧输出驱动模块；

47、所述脉冲产生模块的输出端与所述抗噪声电平移位模块的输入端电连接，所述脉冲产生模块用于将接收的第一方波信号转换为窄脉冲信号并传输至所述抗噪声电平移位模块；

48、所述rs触发模块的输入端与所述抗噪声电平移位模块的输出端电连接，所述rs触发模块用于将所述抗噪声电平移位模块输出的滤除噪声后的窄脉冲信号转换为第二方波信号；

49、所述高侧输出驱动模块的输入端与所述rs触发模块的输出端电连接，所述高侧输出驱动模块的输出端用于外接高压驱动功率器件，所述高侧输出驱动模块，用于根据所述第二方波信号向外接的高压驱动功率器件输出驱动信号。

50、第三方面，本技术实施例提供了一种驱动系统，包括低侧延时匹配电路，高侧驱动电路，高侧驱动功率器件，低侧驱动功率器件，处理器，第一输入逻辑模块，第二输入逻辑模块及低侧驱动电路；其中，所述高侧驱动电路包括上述第二方面任一项所述的高压驱动电路；

51、所述处理器，用于输出第一格式的控制信号；

52、所述第一输入逻辑模块的输入端与所述处理器的第一输出端电连接；所述第一输入逻辑模块，用于将所述处理器输出的第一格式的控制信号转换为第一方波信号；

53、所述高侧驱动电路的输入端与所述第一输入逻辑模块的输出端电连接，所述高侧驱动功率器件的控制端与所述高侧驱动电路的输出端电连接；所述高侧驱动电路，用于根据所述第一方波信号控制所述高侧驱动功率器件的开启与关闭；

54、所述第二输入逻辑模块的输入端与所述处理器的第二输出端电连接；所述第二输入逻辑模块，用于将所述处理器输出的第一格式的控制信号转换为第二方波信号；

55、所述低侧延时匹配电路的输入端与所述第二输入逻辑模块的输出端电连接，所述低侧延时匹配电路的输出端与所述低侧驱动电路的输入端电连接；所述低侧延时匹配电路，用于对所述第二方波信号进行延时处理，并将延时后的第二方波信号传输至所述低侧驱动电路；

56、所述低侧驱动功率器件的控制端与所述低侧驱动电路的输出端电连接；所述低侧驱动电路，用于根据所述第二方波信号控制所述低侧驱动功率器件的开启与关闭。

57、采用本技术实施例所提供的方案，包括电平移位模块、补偿模块及噪声消除模块；电平移位模块的第一端用于外接高侧浮动电源，电平移位模块的第二端用于外接固定电位端；补偿模块的第一端用于外接高侧浮动地端，补偿模块的第二端用于外接高侧浮动电源，补偿模块与噪声消除模块电连接；补偿模块，用于在高侧浮动电源电压瞬变时，调整噪声消除模块内噪声电流的大小；噪声消除模块的第一端用于外接高侧浮动电源，噪声消除模块的第二端用于外接高侧浮动地端，噪声消除模块的控制端与电平移位模块的输出端电连接；噪声消除模块，用于将电压瞬变噪声转换为噪声电流，消除噪声电流。这样一来，通过在抗噪声电平移位电路中设置补偿模块以在电压瞬变时，对噪声消除模块中的噪声电流的大小进行调整，以便在噪声消除模块将电压瞬变噪声消除。即为在本技术实施例中通过利用电流补偿可以有效抑制电压瞬变噪声的传输，提高了电路的抗电压瞬变噪声能力。

58、并且，在本技术实施例中通过简单的增加补偿模块，可以有效阻隔电压瞬变噪声的传输，且几乎不会产生额外的传输时延，极大的简化了电路结构并且提高了高侧信号的传输效率。