一种电平移位电路

本发明涉及集成电路，尤其涉及一种电平移位电路。

背景技术：

1、在直流-直流转换器(dc-to-dc converter，dcdc)中，上功率管采用n型金属氧化物半导体器件(n metal oxide semiconductor，nmos)，通常需要利用电荷泵结构产生高于电源电压的电压源来驱动nmos管。而驱动nmos管的逻辑信号的电压域为电源电压或者一个更低的内部电源，需要特定的电平移位电路将逻辑信号从低电压域转换为高电压域。

2、目前，电平移位电路的传输延时和功耗会直接影响dcdc控制系统的稳定性和dcdc转换器的转换效率，而高性能的dcdc电源管理芯片也对电平移位电路的传输延时和功耗提出了更高的需求。为了进一步降低电平移位过程中的动态功耗，现有的电平移位电路是通过减小上功率管的尺寸来减小上功率管的饱和电流，但是在瞬态翻转过程中，上功率管仍旧处于饱和区，瞬态翻转过程中的电路功耗未被降低。

3、基于此，如何降低电平移位电路中瞬态翻转导致的电路功耗，就成了亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种电平移位电路，以降低电平移位电路中瞬态翻转导致的电路功耗，从而提高dcdc转换器的转换效率。

2、本发明提供一种电平移位电路，包括依次电连接的输入模块、第一电位控制模块、第二电位控制模块、驱动模块和输出模块，以及分别与第一电位控制模块、第二电位控制模块、驱动模块和输出模块连接的开关模块。输入模块用于在输入信号发生瞬态翻转的情况下，对第一电位控制模块进行放电。驱动模块用于在第一电位控制模块放电的过程中控制驱动信号发生翻转，输出相应的目标驱动信号。输出模块用于在目标驱动信号的作用下，控制输出信号发生相应的翻转。开关模块用于在输出信号发生相应的翻转时，在输出信号的控制下，将目标驱动信号传输至第二电位控制模块，关断第二电位控制模块中对应的上功率管。

3、与现有技术相比，本发明提供的电平移位电路中，在输出信号发生瞬态翻转时，输入模块可以对第一电位控制模块进行放电，基于第一电位控制模块和驱动模块的连接关系，在第一电位控制模块的放电过程中，驱动模块可以控制其输出的驱动信号发生翻转，从而输出目标驱动信号，输出模块在目标驱动信号的作用下，也会翻身相应的翻转，而由于信号的传输存在无法避免的传输延时，在目标驱动信号控制输出信号发生相应的翻转时，目标驱动信号还同时通过开关模块传输至第二电位控制模块，并关断第二电位控制模块中对应的上功率管，避免了第二电位控制模块中对应的上功率管在输出信号的瞬态翻转过程中一直处于导通状态导致的功耗，能够降低电平移位电路的动态功耗，提高电平移位电路的转换效率，继而提高dcdc转换器的转换效率。

4、由此可知，相较于现有技术中的电平移位电路，本发明提供的电平移位电路能够降低电平移位电路中的由于瞬态翻转导致的电路功耗，从而提高dcdc转换器的转换效率。

技术特征：

1.一种电平移位电路，其特征在于，包括依次电连接的输入模块、第一电位控制模块、第二电位控制模块、驱动模块和输出模块，以及分别与所述第一电位控制模块、所述第二电位控制模块、所述驱动模块和所述输出模块连接的开关模块；

2.根据权利要求1所述的电平移位电路，其特征在于，所述第一电位控制模块的第一端、所述第二电位控制模块的第一端以及所述驱动模块的第一输入端均与第一节点耦接；

3.根据权利要求2所述的电平移位电路，其特征在于，所述开关模块包括：第一开关子模块和第二开关子模块，其中：

4.根据权利要求2所述的电平移位电路，其特征在于，所述第二电位控制模块包括第一控制子模块、第二控制子模块以及上拉子模块，其中：

5.根据权利要求4所述的电平移位电路，其特征在于，所述上拉子模块包括第一上拉单元和第二上拉单元，其中：

6.根据权利要求2所述的电平移位电路，其特征在于，所述驱动模块包括第一驱动子模块和第二驱动子模块，其中：

7.根据权利要求6所述的电平移位电路，其特征在于，所述驱动模块还包括第三驱动子模块，所述第三驱动子模块的第一输入端与所述第一驱动子模块的第一输出端电连接，所述第三驱动子模块的第二输入端与所述第一驱动子模块的第二输出端电连接，所述第三驱动子模块的第一输出端与所述开关模块第一输入端电连接，所述第三驱动子模块的第二输出端与所述开关模块第四输入端电连接。

8.根据权利要求2所述的电平移位电路，其特征在于，所述输入模块包括延迟子模块、输入子模块和反相子模块，其中：

9.根据权利要求2所述的电平移位电路，其特征在于，所述第一电位控制模块包括电连接的第一下拉子模块和第二下拉子模块，其中：

10.根据权利要求1所述的电平移位电路，其特征在于，所述输出模块包括rs锁存器，所述rs锁存器的第一输入端与所述驱动模块的第一输出端电连接，所述rs锁存器的第二输入端与所述驱动模块的第二输出端电连接。

技术总结
本发明公开一种电平移位电路，涉及集成电路技术领域，以降低电路中瞬态翻转导致的电路功耗，提高DCDC转换器的转换效率。所述电平移位电路包括：依次电连接的输入模块、第一电位控制模块、第二电位控制模块、驱动模块和输出模块，以及分别与第一电位控制模块、第二电位控制模块、驱动模块和输出模块连接的开关模块。输入模块在输入信号发生瞬态翻转时，对第一电位控制模块进行放电。驱动模块在第一电位控制模块放电的过程中控制驱动信号发生翻转，输出目标驱动信号。输出模块在目标驱动信号的作用下，控制输出信号发生翻转。开关模块在输出信号发生翻转时，将目标驱动信号传输至第二电位控制模块，关断第二电位控制模块中对应的上功率管。

技术研发人员：郝宁,杨孙伟,李博,葛维维,赵炜
受保护的技术使用者：中国科学院微电子研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19