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一种基于浮地结构的高边驱动电路

智玉欣 蔡小五 赵海涛 夏瑞瑞 刘海南 罗家俊 叶甜春

智玉欣, 蔡小五, 赵海涛, 夏瑞瑞, 刘海南, 罗家俊, 叶甜春. 一种基于浮地结构的高边驱动电路[J]. 微电子学与计算机, 2021, 38(1): 7-11.
引用本文: 智玉欣, 蔡小五, 赵海涛, 夏瑞瑞, 刘海南, 罗家俊, 叶甜春. 一种基于浮地结构的高边驱动电路[J]. 微电子学与计算机, 2021, 38(1): 7-11.
ZHI Yu-xin, CAI Xiao-wu, ZHAO Hai-tao, XIA Rui-rui, LIU Hai-nan, LUO Jia-jun, YE Tian-chun. High-side driving circuit based on floating structure[J]. Microelectronics & Computer, 2021, 38(1): 7-11.
Citation: ZHI Yu-xin, CAI Xiao-wu, ZHAO Hai-tao, XIA Rui-rui, LIU Hai-nan, LUO Jia-jun, YE Tian-chun. High-side driving circuit based on floating structure[J]. Microelectronics & Computer, 2021, 38(1): 7-11.

一种基于浮地结构的高边驱动电路

基金项目: 

国家自然科学基金(NSFC) 61874135

详细信息
    作者简介:

    智玉欣  男, (1993-), 硕士研究生.研究方向为模拟集成电路设计.E-mail:zhiyuxin168@163.com

    蔡小五  男, (1979-), 博士, 研究员, 博士生导师.研究方向为智能功率集成电路设计、功率器件VDMOS设计等

    赵海涛  男, (1983-), 硕士, 助理研究员.研究方向为智能功率集成电路设计

    夏瑞瑞  女, (1996-), 博士.研究方向为智能功率集成电路

    刘海南  男, (1979-), 硕士, 副研究员.研究方向为集成电路的高可靠性设计技术

    罗家俊  男, (1973-), 博士, 研究员, 博士生导师.研究方向为深亚微米集成电路低功耗设计技术、高性能深亚微米数模混合集成电路设计技术、智能功率集成电路设计技术等

    叶甜春  男, (1965-), 研究员.研究方向为集成电路设计与应用、纳米加工与制造技术、新型器件

  • 中图分类号: TN432

High-side driving circuit based on floating structure

  • 摘要:

    本文介绍了一种采用浮地结构的高边功率驱动电路, 包括输入级电路、稳压电路、浮地产生电路以及基于电荷泵驱动电路.针对传统驱动电路中存在的地信号干扰, 信号串扰问题、栅击穿以及稳压源电路提出了一种新的解决方法以及电路设计方法, 极大提高了高边功率驱动电路的稳定性.基于BCD工艺, 单电源电压7V~40V情况下的仿真结果表明:在2MHz振荡器频率下, 浮地电路可正常工作, 浮地上的纹波电压变化小于0.03V;可以对干扰信号进行有效过滤, 具有较强的防误触发能力.此新型浮地电路以及稳压源电路可很好的应用于高边功率驱动电路.

     

  • 图 1  传统电荷泵驱动电路框图

    图 2  新型电荷泵驱动电路框图

    图 3  一种反馈稳压源电路结构

    图 4  两种电平移位电路

    图 5  带有误触发延时单元的OSC

    图 6  带有Buffer电路的二阶Dickson电荷泵

    图 7  f=2 MHz, VDDH=24 V, VFGND电压示意图

    图 8  新型Level Shifter电平变换图

    图 9  荡器输出时域图

    表  1  不同电源电压下稳压源输出电压

    温度 7 V 10 V 18 V 24 V 40 V
    -40℃ 4.998 5.027 5.038 5.043 5.127
    27℃ 4.960 4.977 5.000 5.004 5.010
    125℃ 4.985 4.996 5.010 5.024 5.100
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    表  2  性能比较

    参数 文献[8] 文献[9] 文献[7] 本文
    工艺/μm 1 0.35 - 0.25
    电源电压/V 15 600 4.7~52 6~32 4.5~60
    升压电路结构 自举电路 一级Dickson 二级Dickson 二级Dickson
    稳压源结构 不需要 简单 复杂 简单
    电平移位器 经典结构 经典结构 未涉及 新型移位器
    是否有抗干扰
    注:文献[8]为双电源供电, 低边电源电压为15 V, 高边为600 V.
    下载: 导出CSV
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    LI Yang. Design of control and driving circuits forhigh-side power switch[D]. Chengdu: University of Electronic Science and Technology of China, 2016.
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-04-20
  • 修回日期:  2020-05-22

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