本實(shí)用新型涉及高壓集成電路領(lǐng)域,尤其涉及高壓集成電路中的數(shù)字模擬混合濾波技術(shù),具體涉及一種高壓驅(qū)動(dòng)電路的濾波電路和高壓驅(qū)動(dòng)電路。
背景技術(shù):
高壓集成電路(HVIC)是一種帶各種保護(hù)電路、低壓控制電路、高壓功率器件等功能的柵極驅(qū)動(dòng)電路,它將電力電子與半導(dǎo)體技術(shù)結(jié)合,顯著提高了整機(jī)的集成度和穩(wěn)定性,具有集成密度高、體積小、速度快、功耗低等優(yōu)點(diǎn),逐漸取代傳統(tǒng)的分立器件,越來越多的被應(yīng)用在MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor or Field-Effect Transistor,金屬-氧化層-半導(dǎo)體-場效應(yīng)晶體管)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極型晶體管)的驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域。其中,高壓集成電路可分為低壓區(qū)和高壓區(qū),低壓區(qū)電源采用外部供電,高壓區(qū)電源采用自舉供電。
如圖1所示,現(xiàn)有的高壓驅(qū)動(dòng)電路包括順序相連的窄脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路、電平移位電路、電平移位電路、濾波電路和RS觸發(fā)器。0-15V的原始脈沖信號(hào)X輸入至窄脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路,窄脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路分別在原始脈沖信號(hào)X的上升沿、下降沿分別產(chǎn)生0-15V的上升沿窄脈沖信號(hào)ON和下降沿窄脈沖信號(hào)OFF。電平移位電路0-15V的對(duì)上升沿窄脈沖信號(hào)ON和下降沿窄脈沖信號(hào)OFF進(jìn)行電平移位處理,產(chǎn)生600V-615V的電平移位信號(hào)C和電平移位信號(hào)D,傳送到高壓集成電路的高壓區(qū);由RS觸發(fā)器將600V-615V的電平移位信號(hào)C和電平移位信號(hào)D進(jìn)行處理,還原成與原始脈沖信號(hào)X相位和波形一致但電壓范圍不一致的還原脈沖信號(hào)Q1,以實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓區(qū)MOSFET或IGBT的驅(qū)動(dòng)。
可以理解地,電平移位電路用于將同一個(gè)芯片上將對(duì)地0-15V的窄脈沖信號(hào)ON和OFF轉(zhuǎn)換成對(duì)地600V-615V的電平移位信號(hào)C和D,以實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓區(qū)MOSFET或IGBT的驅(qū)動(dòng)。可以理解地,窄脈沖信號(hào)ON和OFF經(jīng)過電平移位電路時(shí),由于環(huán)境影響和工藝生產(chǎn)差異可能產(chǎn)生共模噪聲干擾和差模噪聲干擾,噪聲干擾在電平移位信號(hào)C和D經(jīng)RS觸發(fā)器復(fù)合成還原信號(hào)Q1輸出時(shí),會(huì)引起芯片系統(tǒng)的信號(hào)混亂,對(duì)應(yīng)用該高壓驅(qū)動(dòng)電路的芯片系統(tǒng)造成損壞。因此,為確保信號(hào)傳遞的準(zhǔn)確性,需在電位移位電路和RS觸發(fā)器之間設(shè)置濾波電路,用于將電平移位電路中產(chǎn)生的共模噪聲和差模噪聲濾除。
如圖1所示,現(xiàn)有濾波電路包括兩個(gè)一級(jí)反相器電路、兩個(gè)二極反相器電路和兩個(gè)或非門電路;其中,二極反相器電路由兩個(gè)一級(jí)反相器電路串聯(lián)而成。電平移位信號(hào)C經(jīng)一級(jí)反相器電路處理得到反相信號(hào)J,經(jīng)二級(jí)反相器電路處理得到反相信號(hào)F。電平移位信號(hào)D經(jīng)一級(jí)反相器電路處理得到反相信號(hào)E,經(jīng)二級(jí)反相器電路處理得到反相信號(hào)F。反相信號(hào)E和F經(jīng)或非門電路進(jìn)行或非處理后形成或非信號(hào)S1并輸出至RS觸發(fā)器的S端。反相信號(hào)G和J經(jīng)或非門電路進(jìn)行或非處理后形成或非信號(hào)R1并輸出至RS觸發(fā)器的R端。RS觸發(fā)器對(duì)或非信號(hào)S1和R1進(jìn)行還原,從RS觸發(fā)器的Q端輸出還原信號(hào)Q1。
現(xiàn)有濾波電路由不同閾值的反相器電路和或非門電路組成,在電平移位電路的NMOS管N1和NMOS管N2導(dǎo)通或關(guān)斷時(shí),由于電平移位電路的MOS管關(guān)斷速度通常比較慢,但是開啟速度卻很快的開關(guān)特性,造成上升沿窄脈沖信號(hào)ON和下降沿窄脈沖信號(hào)OFF在傳遞時(shí),翻轉(zhuǎn)時(shí)間較長,上升沿窄脈沖信號(hào)ON和下降沿窄脈沖信號(hào)OFF的波形斜率較小,此時(shí)利用反相器電路不同的翻轉(zhuǎn)閾值,使反相器電路的輸出波形有一個(gè)小的時(shí)間差,這個(gè)時(shí)間差是該濾波電路的差模濾除能力。圖2為現(xiàn)有濾波電路的信號(hào)邏輯圖,該濾波電路的差模濾除能力受限于電平轉(zhuǎn)換電路的翻轉(zhuǎn)波形斜率影響,MOS管翻轉(zhuǎn)斜率大,該濾波電路差模濾除能力弱,反之則強(qiáng)。
現(xiàn)有濾波電路主要由反相器電路和或非門電路組成,通過或非門電路可以很好的濾除共模噪聲;對(duì)于差模噪聲,電平移位電路輸出的電平移位信號(hào)C和電平移位信號(hào)D有較小斜率的上升沿和下降沿,不同反相器電路的翻轉(zhuǎn)閾值的響應(yīng)時(shí)間不同,這個(gè)時(shí)間差就是其濾除差模的能力大小。電平移位電路中NMOS管N1和NMOS管N2的關(guān)斷速度較慢,而開啟速度較快,使得不同的翻轉(zhuǎn)閾值反相器電路之間響應(yīng)時(shí)間差較小,從而只能產(chǎn)生很小甚至不能產(chǎn)生差模濾除時(shí)間??梢岳斫獾兀琋MOS管N1和NMOS管N2在快速開啟時(shí)如果不能濾除差模噪聲,從而對(duì)高壓驅(qū)動(dòng)電路對(duì)MOSFET或IGBT的驅(qū)動(dòng)造成影響。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于,針對(duì)現(xiàn)有高壓驅(qū)動(dòng)電路的濾波電路的差模濾波能力受限于電平移位電路的MOS管的開關(guān)速度,提供一種高壓驅(qū)動(dòng)電路的濾波電路和高壓驅(qū)動(dòng)電路。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種高壓驅(qū)動(dòng)電路的濾波電路,包括第一反相器、第二反相器、第一延時(shí)濾波電路、第二延時(shí)濾波電路、第一或非門和第二或非門;
所述第一反相器用于對(duì)接收到的第一電平移位信號(hào)進(jìn)行反相處理,并輸出第一反相信號(hào);
所述第二反相器用于對(duì)接收到的第二電平移位信號(hào)進(jìn)行反相處理,并輸出第二反相信號(hào);
所述第一延時(shí)濾波電路用于對(duì)接收到所述第一反相信號(hào)進(jìn)行處理以輸出第一短延時(shí)信號(hào);并對(duì)接收到的所述第二反相信號(hào)進(jìn)行處理以輸出第二短延時(shí)信號(hào);
所述第二延時(shí)濾波電路用于對(duì)接收到所述第二反相信號(hào)進(jìn)行處理以輸出第一長延時(shí)信號(hào);并對(duì)接收到的所述第一反相信號(hào)進(jìn)行處理以輸出第二長延時(shí)信號(hào);
所述第一或非門用于對(duì)接收到的所述第一短延時(shí)信號(hào)和所述第一長延時(shí)信號(hào)進(jìn)行或非處理,以輸出第一或非信號(hào);
所述第二或非門用于對(duì)接收到的所述第二短延時(shí)信號(hào)和所述第二長延時(shí)信號(hào)進(jìn)行或非處理,以輸出第二或非信號(hào)。
優(yōu)選地,所述第一延時(shí)濾波電路包括第一RC延時(shí)支路和第一反相支路;
所述第二延時(shí)濾波電路包括第二RC延時(shí)支路和第二反相支路;
所述第一反相支路與所述第二反相支路配合,以使第一反相信號(hào)處理后的第一短延時(shí)信號(hào)和第一長延時(shí)信號(hào)反相,并使第二反相信號(hào)處理后的第二短延時(shí)信號(hào)和第二長延時(shí)信號(hào)反相。
優(yōu)選地,所述第一RC延時(shí)支路包括第一延時(shí)PMOS管、第一延時(shí)NMOS管、第一延時(shí)電阻和第一延時(shí)電容;所述第一延時(shí)PMOS管和所述第一延時(shí)NMOS管的柵極分別接信號(hào)輸入端,漏極分別連接在所述第一延時(shí)電阻的兩端;第一延時(shí)PMOS管的漏極與所述第一延時(shí)電阻之間接信號(hào)輸出端;所述第一延時(shí)電容一端連接在所述第一延時(shí)PMOS管的漏極與所述第一延時(shí)電阻之間,另一端接地。
優(yōu)選地,所述第二RC延時(shí)支路包括第二延時(shí)PMOS管、第二延時(shí)NMOS管、第二延時(shí)電阻和第二延時(shí)電容;所述第二延時(shí)PMOS管和所述第二延時(shí)NMOS管的柵極分別接信號(hào)輸入端,漏極分別連接在所述第二延時(shí)電阻的兩端;第二延時(shí)NMOS管的漏極與所述第二延時(shí)電阻之間接信號(hào)輸出端;所述第二延時(shí)電容一端連接在所述第二延時(shí)NMOS管與所述第二延時(shí)電阻之間,另一端接地。
優(yōu)選地,所述第一反相支路包括一級(jí)反相器,所述第二反相支路包括二級(jí)反相器;
或者,所述第一反相支路包括二級(jí)反相器,所述第二反相支路包括一級(jí)反相器;
其中,所述二級(jí)反相器包括串聯(lián)的兩個(gè)所述一級(jí)反相器,每一所述一級(jí)反相器包括一反相PMOS管和一反相NMOS管,所述反相PMOS管和所述反相NMOS管的柵極分別接信號(hào)輸入端,漏極分別接信號(hào)輸出端。
本實(shí)用新型還提供一種高壓驅(qū)動(dòng)電路,包括窄脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路、電平移位電路、所述濾波電路和RS觸發(fā)器;
所述窄脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路用于接收原始脈沖信號(hào),并輸出上升沿窄脈沖信號(hào)和下降沿窄脈沖信號(hào);
所述電平移位電路用于對(duì)所述上升沿窄脈沖信號(hào)進(jìn)行電平移位處理,以形成所述第一電平移位信號(hào);并用于對(duì)所述下降沿窄脈沖信號(hào)進(jìn)行電平移位處理,以形成所述第二電平移位信號(hào);
所述RS觸發(fā)器包括S端、R端和Q端;所述S端用于接收所述第一或非信號(hào),所述R端用于接收所述第二或非信號(hào),所述Q端用于輸出所述原始脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)的還原脈沖信號(hào)。
優(yōu)選地,所述電平移位電路包括第一移位支路和第二移位支路;
所述第一移位支路包括第一移位NMOS管、第一移位電阻和第一鉗位二極管;所述第一移位NMOS管的柵極與所述窄脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路相連,漏極與所述第一移位電阻相連,源極接公共端;所述第一鉗位二極管與所述第一移位電阻并聯(lián);
所述第二移位支路包括第二移位NMOS管、第二移位電阻和第二鉗位二極管;所述第二移位NMOS管的柵極與所述窄脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路相連,漏極與所述第二移位電阻相連,源極接公共端;所述第二鉗位二極管與所述第二移位電阻并聯(lián)。
優(yōu)選地,所述高壓驅(qū)動(dòng)電路還包括與所述RS觸發(fā)器相連的電流放大電路。
優(yōu)選地,所述電流放大電路包括第三反相器、第一放大NMOS管和第二放大NMOS管;所述第三反相器的輸入端與所述RS觸發(fā)器的Q端相連,輸出端與所述第二放大NMOS管的柵極相連;所述第二放大NMOS管的源極接低電位供應(yīng)端VS,漏極與所述第一放大NMOS管的源極相連;所述第一放大NMOS管的柵極與所述RS觸發(fā)器的Q端相連,漏極接高電位供應(yīng)端VB。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):本實(shí)用新型所提供的濾波電路可產(chǎn)生一確定的差模噪聲濾除時(shí)間,不受電平移位電路中MOS管開關(guān)速度的影響,有準(zhǔn)確的差模噪聲濾除能力,在濾除共模噪聲的同時(shí)可濾除共模噪聲前沿的差模噪聲和共模噪聲后沿的差模噪聲,大大改善差模噪聲的濾除能力,提高噪聲濾除效率,防止噪聲干擾而導(dǎo)致電路邏輯不能正常工作。
附圖說明
下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明,附圖中:
圖1是現(xiàn)有高壓驅(qū)動(dòng)電路的電路原理圖。
圖2是現(xiàn)有高壓驅(qū)動(dòng)電路的信號(hào)邏輯圖。
圖3是本實(shí)用新型一實(shí)施例中的高壓驅(qū)動(dòng)電路的電路原理圖。
圖4是本實(shí)用新型一實(shí)施例中的高壓驅(qū)動(dòng)電路的信號(hào)邏輯圖。
圖5是本實(shí)用新型一實(shí)施例中的第一延時(shí)濾波電路的電路原理圖。
圖6是本實(shí)用新型一實(shí)施例中的第二延時(shí)濾波電路的電路原理圖。
圖中:10、窄脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路;20、電平移位電路;30、濾波電路;31、第一反相器;32、第二反相器;33、第一延時(shí)濾波電路;331、第一RC延時(shí)支路;332、第一反相支路;34、第二延時(shí)濾波電路;341、第二RC延時(shí)支路;342、第二反相支路;35、第一或非門;36、第二或非門;40、RS觸發(fā)器;50、電流放大電路;51、第三反相器。
具體實(shí)施方式
為了對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解,現(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式。
圖3和圖4分別示出本實(shí)施例中的高壓驅(qū)動(dòng)電路電路原理圖和信號(hào)邏輯圖。該高壓驅(qū)動(dòng)電路包括窄脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路10、電平移位電路20、濾波電路30和RS觸發(fā)器40和電流放大電路50。
窄脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路10的輸入端用于接收0-15V的原始脈沖信號(hào)X,在0-15V的原始脈沖信號(hào)X的上升沿和下降沿分別產(chǎn)生上升沿窄脈沖信號(hào)ON和下降沿窄脈沖信號(hào)OFF,并通過與電平移位電路20相連的輸出端輸出上升沿窄脈沖信號(hào)ON和下降沿窄脈沖信號(hào)OFF。
電平移位電路20用于對(duì)上升沿窄脈沖信號(hào)ON進(jìn)行電平移位處理,以形成第一電平移位信號(hào)C;并用于對(duì)下降沿窄脈沖信號(hào)OFF進(jìn)行電平移位處理,以形成第二電平移位信號(hào)D??梢岳斫獾?,電平移位電路20用于將0-15V的上升沿窄脈沖信號(hào)ON和下降沿窄脈沖信號(hào)OFF分別轉(zhuǎn)換成600-615V的第一電平移位信號(hào)C和第二電平移位信號(hào)D??梢岳斫獾兀陔娖揭莆浑娐?0對(duì)上升沿窄脈沖信號(hào)ON和下降沿窄脈沖信號(hào)OFF進(jìn)行電平移位處理過程中,由于環(huán)境影響和工藝生產(chǎn)差異可能產(chǎn)生共模噪聲干擾和差模噪聲干擾。
如圖1所示,電平移位電路20包括用于對(duì)上升沿窄脈沖信號(hào)ON進(jìn)行電平移位處理以形成第一電平移位信號(hào)C的第一移位支路和用于對(duì)下降沿窄脈沖信號(hào)OFF進(jìn)行電平移位處理以形成第二電平移位信號(hào)D的第二移位支路。
第一移位支路包括第一移位NMOS管N21、第一移位電阻R21和第一鉗位二極管D21。第一移位NMOS管N21的柵極與窄脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路10的一輸出端相連,用于接收上升沿窄脈沖信號(hào)ON;第一移位NMOS管N21的漏極與第一移位電阻R21相連,第一移位NMOS管N21的源極接公共端COM。其中,第一移位電阻R21的另一端與高電位供應(yīng)端VB相連??梢岳斫獾?,當(dāng)上升沿窄脈沖信號(hào)ON控制第一移位NMOS管N21導(dǎo)通時(shí),第一移位電阻R21與第一移位NMOS管N21相連的一端的電壓值由VB端的電壓值被拉低至公共端COM的電壓值,并輸出第一電平移位信號(hào)C,以實(shí)現(xiàn)0-15V的上升沿窄脈沖信號(hào)ON到600V-615V的第一電平移位信號(hào)C的轉(zhuǎn)換。由于第一移位NMOS管N21的的開關(guān)特性,使得第一電平移位信號(hào)C相對(duì)于上升沿窄脈沖信號(hào)ON翻轉(zhuǎn),且具有一定斜率的上升沿和下降沿。此時(shí),第一電平移位信號(hào)C與上升沿窄脈沖信號(hào)ON的相位相反、波形不一致且其電壓范圍不一致。其中,第一鉗位二極管D21與第一移位電阻R21并聯(lián),以保證第一電平移位信號(hào)C的電壓值在預(yù)設(shè)范圍內(nèi),如600V-615V。
第二移位支路包括第二移位NMOS管N22、第二移位電阻R22和第二鉗位二極管D22。第二移位NMOS管N22的柵極與窄脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路10的另一輸出端相連,用于接收下降沿窄脈沖信號(hào)OFF;第二移位NMOS管N22的漏極與第二移位電阻R22相連;第二移位NMOS管N22的源極接公共端COM。其中,第二移位電阻R22的另一端與高電位供應(yīng)端VB相連??梢岳斫獾兀?dāng)下降沿窄脈沖信號(hào)OFF控制第二移位NMOS管N22導(dǎo)通時(shí),第二移位電阻R22與第二移位NMOS管N22相連的一端的電壓值由公共端COM的電壓值被拉升至VB端的電壓值,并輸出第二電平移位信號(hào)D,以實(shí)現(xiàn)0-15V的下降沿窄脈沖信號(hào)OFF到600V-615V的第二電平移位信號(hào)D的轉(zhuǎn)換。由于第二移位NMOS管N22的開關(guān)特性,使得第二電平移位信號(hào)D相對(duì)于下降沿窄脈沖信號(hào)OFF翻轉(zhuǎn),且具有一定斜率的上升沿和下降沿。此時(shí),第二電平移位信號(hào)D與下降沿窄脈沖信號(hào)OFF相位相反、波形不一致且其電壓范圍不一致。其中,第二鉗位二極管D22與第二移位電阻R22并聯(lián),以保證第二電平移位信號(hào)D的電壓值在預(yù)設(shè)范圍內(nèi),如600V-615V。
如圖3所示,濾波電路30包括第一反相器31、第二反相器32、第一延時(shí)濾波電路33、第二延時(shí)濾波電路34、第一或非門35和第二或非門36??梢岳斫獾兀瑸V波電路30用于濾除上升沿窄脈沖信號(hào)ON電平移位至第一電平移位信號(hào)C或下降沿窄脈沖信號(hào)OFF電平移位至第二電平移位信號(hào)D過程中產(chǎn)生的共模噪聲和差模噪聲。該共模噪聲和差模噪聲由于第一移位NMOS管N21或第二移位NMOS管N22關(guān)斷速度慢而開啟速度快,在上升沿窄脈沖信號(hào)ON或下降沿窄脈沖信號(hào)OFF傳遞過程中,翻轉(zhuǎn)時(shí)間較長,第一電平移位信號(hào)C和第二電平移位信號(hào)D的上升沿和下降沿的波形斜率較小,差模濾除能力較差而產(chǎn)生的。
第一反相器31用于對(duì)接收到的第一電平移位信號(hào)C進(jìn)行反相處理(即翻轉(zhuǎn)處理),得到與第一電平移位信號(hào)C相位相反且電壓范圍一致的第一反相信號(hào)K并輸出。具體地,第一反相器31分別與一第一延時(shí)濾波電路33和一第二延時(shí)濾波電路34相連,以將第一電平移位信號(hào)C對(duì)應(yīng)的第一反相信號(hào)K分別輸入至第一延時(shí)濾波電路33和第二延時(shí)濾波電路34進(jìn)行延時(shí)濾波處理,以得到第一短延時(shí)信號(hào)N和第二長延時(shí)信號(hào)M。
第二反相器32用于對(duì)接收到的第二電平移位信號(hào)D進(jìn)行反相處理(即翻轉(zhuǎn)處理),得到與第二電平移位信號(hào)D相位相反且電壓范圍一致的第二反相信號(hào)L并輸出。具體地,第二反相器32分別與一第一延時(shí)濾波電路33和一第二延時(shí)濾波電路34相連,以將第二電平移位信號(hào)D對(duì)應(yīng)的第二反相信號(hào)L分別輸入至第一延時(shí)濾波電路33和第二延時(shí)濾波電路34進(jìn)行延時(shí)濾波處理,以得到第二短延時(shí)信號(hào)I和第一長延時(shí)信號(hào)H。
第一延時(shí)濾波電路33的一輸入端與第一反相器31相連,用于對(duì)接收到的第一反相信號(hào)K進(jìn)行處理以輸出第一短延時(shí)信號(hào)N。本實(shí)施例中,第一反相信號(hào)K與第一短延時(shí)信號(hào)N相位相反、電壓范圍一致,且第一短延時(shí)信號(hào)N的下降沿滯后于第一反相信號(hào)K的上升沿。
第一延時(shí)濾波電路33的另一輸入端與第二反相器32相連,用于對(duì)接收到的第二反相信號(hào)L進(jìn)行處理以輸出第二短延時(shí)信號(hào)I。本實(shí)施例中,第二反相信號(hào)L與第二短延時(shí)信號(hào)I的相位相反、電壓范圍一致,且第二短延時(shí)信號(hào)I的下降沿滯后于第二反相信號(hào)L的上升沿。
第二延時(shí)濾波電路34的一輸入端與第一反相器31相連,用于對(duì)接收到的第一反相信號(hào)K進(jìn)行處理以輸出第二長延時(shí)信號(hào)M。本實(shí)施例中,第二反相信號(hào)L與第二長延時(shí)信號(hào)M相位相同、電壓范圍一致,且第二長延時(shí)信號(hào)M的下降沿滯后于第一反相信號(hào)K的下降沿。
第二延時(shí)濾波電路34的另一輸入端與第二反相器32相連,用于對(duì)接到的第二反相信號(hào)L進(jìn)行處理以輸出第一長延時(shí)信號(hào)H。本實(shí)施例中,第二反相信號(hào)L與第一長延時(shí)信號(hào)H相位相同、電壓范圍一致,且第一長延時(shí)信號(hào)H的下降沿滯后于第二反相信號(hào)L的下降沿。
第一或非門35用于對(duì)接收到的第一短延時(shí)信號(hào)N和第一長延時(shí)信號(hào)H進(jìn)行或非處理,以輸出第一或非信號(hào)S2??梢岳斫獾?,第一反相信號(hào)K經(jīng)過第一延時(shí)濾波電路33處理得到第一短延時(shí)信號(hào)N,第二反相信號(hào)L經(jīng)過第二延時(shí)濾波電路34處理處理得到第一長延時(shí)信號(hào)H。其中,第一短延時(shí)信號(hào)N和第一長延時(shí)信號(hào)H相位相反、電壓范圍一致,且第一短延時(shí)信號(hào)N的下降沿滯后于第一長延時(shí)信號(hào)H的上升沿,第一長延時(shí)信號(hào)H的下降沿滯后于第一短延時(shí)信號(hào)N的上升沿。如圖4所示,第一短延時(shí)信號(hào)N與第一長延時(shí)信號(hào)H的信號(hào)邏輯圖中重疊的部分為共模噪聲;當(dāng)共模噪聲產(chǎn)生時(shí),第一長延時(shí)信號(hào)H的上升沿與第一短延時(shí)信號(hào)N的下降沿之間(即共模噪聲的前沿)、第一短延時(shí)信號(hào)N的上升沿與第一長延時(shí)信號(hào)H的下降沿之間(即共模噪聲的后沿)存在的時(shí)間差,即為差模噪聲。第一或非門35對(duì)第一短延時(shí)信號(hào)N和第一長延時(shí)信號(hào)H進(jìn)行或非處理,以將電平移位電路20對(duì)上升沿窄脈沖信號(hào)ON進(jìn)行電平移位處理過程中形成的共模噪聲和差模噪聲濾除,以得到第一或非信號(hào)S2。
第二或非門36用于對(duì)接收到的第二短延時(shí)信號(hào)I和第二長延時(shí)信號(hào)M進(jìn)行或非處理,以輸出第二或非信號(hào)R2。可以理解地,第一反相信號(hào)K經(jīng)過第一延時(shí)濾波電路33處理得到第二短延時(shí)信號(hào)I,第二反相信號(hào)L經(jīng)過第二延時(shí)濾波電路34處理得到第二長延時(shí)信號(hào)M。其中,第二短延時(shí)信號(hào)I與第二長延時(shí)信號(hào)M相位相反、電壓范圍一致,且第二短延時(shí)信號(hào)I的下降沿滯后于第二長延時(shí)信號(hào)M的上升沿,第二長延時(shí)信號(hào)M的下降沿滯后于第二短延時(shí)信號(hào)I的上升沿。如圖4所示,第二短延時(shí)信號(hào)I與第二長延時(shí)信號(hào)M的信號(hào)邏輯圖中重疊的部分為共模噪聲;當(dāng)共模噪聲產(chǎn)生時(shí),第二長延時(shí)信號(hào)M的上升沿與第二短延時(shí)信號(hào)I的下降沿之間(即共模噪聲的前沿)、第二短延時(shí)信號(hào)的上升沿與第二長延時(shí)信號(hào)的下降沿之間(即共模噪聲的后沿)存在的時(shí)間差,即為差模噪聲。第二或非門36對(duì)第二短延時(shí)信號(hào)I和第二長延時(shí)信號(hào)M進(jìn)行或非處理,以將電平移位電路20對(duì)下降沿窄脈沖信號(hào)OFF進(jìn)行電平移位過程中形成的共模噪聲和差模噪聲濾除,以得到第二或非信號(hào)R2。
如圖5所示,第一延時(shí)濾波電路33包括串聯(lián)的第一RC延時(shí)支路331和第一反相支路332。其中,第一RC延時(shí)支路331包括第一延時(shí)PMOS管P31、第一延時(shí)NMOS管N31、第一延時(shí)電阻R31和第一延時(shí)電容C31。第一延時(shí)PMOS管P31和第一延時(shí)NMOS管N31的柵極分別接信號(hào)輸入端IN,分別用于接第一反相信號(hào)K或第二反相信號(hào)L。第一延時(shí)PMOS管P31和第一延時(shí)NMOS管N31的漏極分別連接在第一延時(shí)電阻R31的兩端。第一延時(shí)PMOS管P31的漏極與第一延時(shí)電阻R31之間接信號(hào)輸出端,即與第一反相支路332的輸入端相連。第一延時(shí)電容C31一端連接在第一延時(shí)PMOS管P31的漏極與第一延時(shí)電阻R31之間,另一端接地。
如圖5所示,當(dāng)信號(hào)輸入端IN輸入高電平信號(hào)時(shí),第一延時(shí)PMOS管P31關(guān)斷而第一延時(shí)NMOS管N31導(dǎo)通;第一延時(shí)電容C31通過第一延時(shí)電阻R31和第一延時(shí)NMOS管N31放電,信號(hào)流經(jīng)第一延時(shí)NMOS管N31、第一延時(shí)電阻R31和第一反相支路332至信號(hào)輸出端OUT。當(dāng)信號(hào)輸入端IN輸入低電平信號(hào)時(shí),第一延時(shí)PMOS管P31導(dǎo)通而第一延時(shí)NMOS管N31關(guān)斷,第一延時(shí)PMOS管P31向第一延時(shí)電容C31充電,信號(hào)流經(jīng)第一延時(shí)PMOS管P31和第一反相支路332至信號(hào)輸出端OUT??梢岳斫獾兀谝谎訒r(shí)電阻R31起限流作用,在第一延時(shí)電容C31放電時(shí)起減緩信號(hào)下降速度的作用,即使信號(hào)輸入端IN輸入的信號(hào)從低電平-高電平跳變時(shí),使輸出上升沿延時(shí);并保持從高電平-低電平跳變時(shí)下降沿與從信號(hào)輸入端IN輸入的信號(hào)的下降沿一致。
如圖6所示,第二延時(shí)濾波電路34包括串聯(lián)的第二RC延時(shí)支路341和第二反相支路342。其中,第二RC延時(shí)支路341包括第二延時(shí)PMOS管P32、第二延時(shí)NMOS管N32、第二延時(shí)電阻R32和第二延時(shí)電容C32。第二延時(shí)PMOS管P32和第二延時(shí)NMOS管N32的柵極分別接信號(hào)輸入端IN,用于接收第一反相信號(hào)K和第二反相信號(hào)L;第二延時(shí)PMOS管P32和第二延時(shí)NMOS管N32的漏極分別連接在第二延時(shí)電阻R32的兩端;第二延時(shí)NMOS管N32的漏極與第二延時(shí)電阻R32之間接信號(hào)輸出端,即與第二反相支路342的輸入端相連。第二延時(shí)電容C32一端連接在第二延時(shí)NMOS管N32與第二延時(shí)電阻R32之間,另一端接地。
如圖6所示,當(dāng)信號(hào)輸入端IN輸入高電平信號(hào)時(shí),第二延時(shí)PMOS管P32關(guān)斷而第二延時(shí)NMOS管N32導(dǎo)通;第二延時(shí)電容C32通過第二延時(shí)NMOS管N32放電,信號(hào)流經(jīng)第二延時(shí)NMOS管N32和第二反相支路342至信號(hào)輸出端OUT。當(dāng)信號(hào)輸入端IN輸入低電平信號(hào)時(shí),第二延時(shí)PMOS管P32導(dǎo)通而第二延時(shí)NMOS管N32關(guān)斷;第二延時(shí)電容C32通過第二延時(shí)電阻R32和第二延時(shí)PMOS管P32充電,信號(hào)流經(jīng)第二延時(shí)PMOS管P32、第二延時(shí)電阻R32和第二反相支路342至信號(hào)輸出端OUT??梢岳斫獾?,第二延時(shí)電阻R32起限流作用,在第二延時(shí)電容C32充電時(shí)起減緩信號(hào)上升速度的作用;即使信號(hào)輸入端IN輸入的信號(hào)從高電平-低電平跳變時(shí),使輸出下降沿延時(shí);并保持從低電平-高電平跳變時(shí)上升沿與從信號(hào)輸入端IN輸入的信號(hào)的上升沿一致。
可以理解地,在第一延時(shí)濾波電路33中設(shè)有第一反相支路332,以使從第一RC延時(shí)支路331中輸出的信號(hào)在傳輸過程保持陡直,在整個(gè)系統(tǒng)中保證信號(hào)傳遞時(shí)效的一致性。在第二延時(shí)濾波電路34中設(shè)有第二反相支路342,以使從第二RC延時(shí)支路341中輸出的信號(hào)在傳輸過程中保持陡直,在整個(gè)系統(tǒng)中保證信號(hào)傳遞時(shí)效的一致性。其中,第一反相支路332與第二反相支路342配合,可使第一反相信號(hào)K處理后的第一短延時(shí)信號(hào)N和第一長延時(shí)信號(hào)H反相,從而使得第一短延時(shí)信號(hào)N和第一長延時(shí)信號(hào)H通過第一或非門35進(jìn)行或非處理后可濾除其中的共模噪聲和差模噪聲。第一反相支路332和第二反相支路342的配合,可使第二反相信號(hào)L處理后的第二短延時(shí)信號(hào)I和第二長延時(shí)信號(hào)M反相,從而使得第二短延時(shí)信號(hào)I和第二長延時(shí)信號(hào)M通過第二或非門36進(jìn)行或非處理后可濾除其中的共模噪聲和差模噪聲。
本實(shí)施例中,第一反相支路332包括一級(jí)反相器,第二反相支路342包括二級(jí)反相器,其中,二級(jí)反相器包括串聯(lián)的兩個(gè)一級(jí)反相器??梢岳斫獾?,第一反相支路332設(shè)有一級(jí)反相器,而第二反相支路342設(shè)有串聯(lián)的兩個(gè)一級(jí)反相器,使得經(jīng)第一反相支路332和第二反相支路342處理后的兩個(gè)信號(hào)相位相反。本實(shí)施例中,第一反相信號(hào)K經(jīng)第一延時(shí)濾波電路33處理后的第一短延時(shí)信號(hào)N與經(jīng)第二延時(shí)濾波電路34處理后的第二長延時(shí)信號(hào)M的相位相反。相應(yīng)地,第二反相信號(hào)L經(jīng)第一延時(shí)濾波電路33處理后的第二短延時(shí)信號(hào)I與經(jīng)第二延時(shí)濾波電路34處理后的第一長延時(shí)信號(hào)H的相位相反??梢岳斫獾兀部梢允沟谝环聪嘀?32包括二級(jí)反相器,相應(yīng)地,第二反相支路342包括一級(jí)反相器。
具體地,每一個(gè)一級(jí)反相器包括一反相PMOS管P01和一反相NMOS管N01,反相PMOS管P01和反相NMOS管N01的柵極分別接信號(hào)輸入端,漏極分別接信號(hào)輸出端。當(dāng)信號(hào)輸入端輸入高電平信號(hào)時(shí),反相PMOS管P01關(guān)斷而反相NMOS管N01導(dǎo)通;當(dāng)信號(hào)輸入端輸入低電平信號(hào)時(shí),反相PMOS管P01導(dǎo)通而反相NMOS管N01關(guān)斷;從而實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)輸入端輸入的信號(hào)反相處理。
濾波電路30可產(chǎn)生一確定的差模噪聲濾除時(shí)間,不受電平移位電路20中第一移位NMOS管N21和第二移位NMOS管N22開關(guān)速度的影響,有準(zhǔn)確的差模噪聲濾除能力,在濾除共模噪聲的同時(shí)可濾除共模噪聲前沿的差模噪聲和共模噪聲后沿的差模噪聲,大大改善差模噪聲的濾除能力,提高噪聲濾除效率,防止噪聲干擾而導(dǎo)致電路邏輯不能正常工作。
RS觸發(fā)器40包括S端、R端和Q端;其中,S端與第一或非門35相連,用于接收所述第一或非信號(hào)S2;R端與第二或非門36相連,用于接收第二或非信號(hào)R2,Q端為輸出端,用于輸出原始脈沖信號(hào)X對(duì)應(yīng)的還原脈沖信號(hào)Q2??梢岳斫獾兀琑S觸發(fā)器40用于接收第一或非信號(hào)S2和第二或非信號(hào)R2,以將原始脈沖信號(hào)X還原,得到與原始脈沖信號(hào)X對(duì)應(yīng)的對(duì)地的600V-615V干凈的還原脈沖信號(hào)Q2。其中,還原脈沖信號(hào)Q2與原始脈沖信號(hào)X相位一致,波形一致,但電壓范圍不一致;原始脈沖信號(hào)X的電壓范圍為0-15V,而還原脈沖信號(hào)Q2為600V-615V,以驅(qū)動(dòng)MOSFET或IGBT。
電流放大電路50與RS觸發(fā)器40相連,用于對(duì)RS觸發(fā)器40輸出的還原脈沖信號(hào)Q2進(jìn)行信號(hào)放大處理,以輸出驅(qū)動(dòng)MOSFET或IGBT。具體地,電流放大電路50包括第三反相器51、第一放大NMOS管N51和第二放大NMOS管N52。其中,第三反相器51的輸入端與RS觸發(fā)器40的Q端相連,輸出端與第二放大NMOS管N52的柵極相連。第二放大NMOS管N52的源極接低電位供應(yīng)端VS,漏極與第一放大NMOS管N51的源極相連。第一放大NMOS管N51的柵極與RS觸發(fā)器40的Q端相連,漏極接高電位供應(yīng)端VB。可以理解地,第三反相器51的電路結(jié)構(gòu)與一級(jí)反相器的電路結(jié)構(gòu)相同,包括一反相PMOS管P01和一反相NMOS管N01,反相PMOS管P01和反相NMOS管N01的柵極分別接信號(hào)輸入端,漏極分別接信號(hào)輸出端。
電流放大電路50的工作原理如下:當(dāng)還原脈沖信號(hào)Q2為高電平時(shí),第一放大NMOS管N51導(dǎo)通,并對(duì)還原脈沖信號(hào)Q2進(jìn)行電流放大處理;此時(shí)第三反相器51對(duì)高電平的還原脈沖信號(hào)Q2進(jìn)行反相處理以輸出低電平,使得第二放大NMOS管N52關(guān)斷。當(dāng)還原脈沖信號(hào)Q2為低電平時(shí),第一放大NMOS管N51關(guān)斷;此時(shí)第三反相器51對(duì)低電平的還原脈沖信號(hào)Q2進(jìn)行反相處理以輸出高電平,使得第二放大NMOS管N52導(dǎo)通,并對(duì)還原脈沖信號(hào)Q2進(jìn)行電流放大處理。
本實(shí)用新型是通過上述具體實(shí)施例進(jìn)行說明的,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白,在不脫離本實(shí)用新型范圍的情況下,還可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種變換和等同替代。另外,針對(duì)特定情形或具體情況,可以對(duì)本實(shí)用新型做各種修改,而不脫離本實(shí)用新型的范圍。因此,本實(shí)用新型不局限于所公開的具體實(shí)施例,而應(yīng)當(dāng)包括落入本實(shí)用新型權(quán)利要求范圍內(nèi)的全部實(shí)施方式。