申请/专利权人：江苏中科汉韵半导体有限公司

申请日：2021-03-31

公开（公告）日：2024-04-30

公开（公告）号：CN113067567B

主分类号：H03K17/082

分类号：H03K17/082

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.30#授权;2021.07.20#实质审查的生效;2021.07.02#公开

摘要：本发明公开了一种超高压绝缘隔离SiCMOSFET栅驱动电路，该电路包括：输入接收电路、数字控制电路、调制发送电路、高压隔离电路、高共模瞬态抑制差分信号接收电路、输出驱动电路、发送端低压产生电路、接收端低压产生电路和芯片状态监测电路。本发明所提供的超高压绝缘隔离SiCMOSFET栅驱动电路一方面采用高压绝缘隔离技术，可实现超高耐压绝缘电容；另一方面，可自动检测地电位共模瞬态噪声的大小，并在噪声超过阈值时对共模瞬态噪声产生的误差进行动态补偿。本发明可以广泛应用于驱动各类高压SiCMOSFET和IGBT器件。

主权项：1.超高压绝缘隔离SiCMOSFET栅驱动电路，其特征是，包括：输入接收电路（1）、数字控制电路（2）、调制发送电路（5）、隔离电路（9）、高共模瞬态抑制差分信号接收电路（6）、输出驱动电路（7）、发送端低压产生电路（3）、接收端低压产生电路（8）和芯片状态监测电路（4），其中，所述输入接收电路（1）、数字控制电路（2）、调制发送电路（5）、发送端低压产生电路（3）和芯片状态监测电路（4）构成驱动电路发送端电路，高共模瞬态抑制差分信号接收电路（6）、输出驱动电路（7）和接收端低压产生电路（8）构成驱动电路接收端电路；所述驱动电路发送端电路内部所有电路的地电位均连接到发送端地电压Vgnd1，所述驱动电路接收端电路内部所有电路的地电位均连接到接收端地电压Vgnd2；所述隔离电路（9）包括正端发送电容Ctp、负端发送电容Ctn、正端接收电容Crp和负端接收电容Crn；所述输入接收电路（1）接收外部的低电平逻辑输入数据DI，将DI转换为高电平为VCC的输入数据Din，输出给数字控制电路（2）；数字控制电路（2）根据芯片状态监测电路（4）提供的欠压保护信号UVLO、过温保护信号OTP、过流保护信号OCP的状态将输入数据Din处理成一组差分数据DxP和DxN；差分数据DxP和DxN进入调制发送电路（5），得到差分发送数据TxP和TxN；差分发送数据TxP和TxN分别连接到正端发送电容Ctp左端和负端发送电容Ctn左端，正端发送电容Ctp右端和负端发送电容Ctn右端分别连接到正端接收电容Crp左端和负端接收电容Crn左端，正端接收电容Crp右端和负端接收电容Crn的右端分别产生差分接收数据RxP和RxN，进入高共模瞬态抑制差分信号接收电路（6），经处理得到接收输出数据Dout；接收输出数据Dout最后进入输出驱动电路（7），产生具有大驱动电流的输出驱动信号DG；所述发送端低压产生电路（3）采用发送端输入电源电压VCCbus，产生发送端电源电压VCC以及驱动电路发送端电路内部各组成电路所需要的参考电压和偏置电压；接收端低压产生电路（8）采用接收端输入电源电压VDDbus，产生接收端电源电压VDD以及用于驱动电路接收端电路内部各组成电路所需要的参考电压和偏置电压；所述发送端低压产生电路（3）和接收端低压产生电路（8）采用相同的低压产生电路实现；所述正端发送电容Ctp、负端发送电容Ctn、正端接收电容Crp和负端接收电容Crn大小相等，并均为超高耐压隔离电容；所述发送端低压产生电路（3）包括：启动电路（301）、模拟电路模块低压供电电路（302）、数字电路模块低压供电电路（303）、自偏置带隙基准电压产生电路（304）、偏置信号产生电路（305）、参考电压产生电路（306）和n个相同的参考电压缓冲输出电路（307）；n为大于或等于2的自然数；所述启动电路（301）、模拟电路模块低压供电电路（302）和数字电路模块低压供电电路（303）采用发送端输入电源电压VCCbus，模拟电路模块低压供电电路（302）根据发送端输入电源电压VCCbus产生低压模拟电源AVCC，数字电路模块低压供电电路（303）根据发送端输入电源电压VCCbus产生低压数字电源DVCC；所述自偏置带隙基准电压产生电路（304）、偏置信号产生电路（305）、参考电压产生电路（306）和n个相同的参考电压缓冲输出电路（307）采用低压模拟电源AVCC；偏置信号产生电路（305）产生参考电压产生电路（306）和n个相同的参考电压缓冲输出电路（307）所需要的所有偏置信号；其中，所述低压模拟电源AVCC和低压数字电源DVCC的电压大小相等，并等于发送端电源电压VCC；所述自偏置带隙基准电压产生电路（304）输出带隙基准电压Vref并连接到参考电压产生电路（306）的输入端，参考电压产生电路（306）根据带隙基准电压Vref产生n种参考电压，具体为大小不相等的第一参考电压VR1、第二参考电压VR2、……、第n参考电压VRn；所述n种参考电压分别输入到n个参考电压缓冲输出电路（307），对应得到有较大驱动能力的n种输出参考电压，即第一参考电压VR1进入第一参考电压缓冲输出电路得到第一输出参考电压VRO1，第二参考电压VR2进入第二参考电压缓冲输出电路得到第二输出参考电压VRO2，……，第n参考电压VRn进入第n参考电压缓冲输出电路得到第n输出参考电压VROn。

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