电平转移电路制造技术

本实用新型专利技术提一种电平转移电路，包括：反相器INV5、INV6，NMOS管MN5和MN6，电阻R1，稳压二极管Z1；反相器INV5的电源端接第一电源VDD，输入端接与第一电源VDD适配的输入信号IN；反相器INV5的接地端接第一地GND，第一地GND为0V；反相器INV5的输出端接NMOS管MN6的栅极；NMOS管MN6的源极接NMOS管MN5的漏极，MN5的源极接第一地GND；MN5为一偏置电流的镜像管；NMOS管MN6的漏极接电阻R1的一端、稳压二极管Z1的阳极和反相器INV6的输入端；电阻R1的另一端、稳压二极管Z1的阴极和反相器INV6的电源端接第二电源VIN；第二电源VIN的电压高于第一电源VDD；本电路可严格控制转换期间电流的大小。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及开关电源领域，尤其是一种电平转移电路。
技术介绍
在开关电源的内部设计电路中，上管的驱动电压往往比较高，而内部的逻辑信号一般为低压，因此就需要电平转换电路对电源和地进行切换。目前，常用的电平转移电路如图1所示。其中图1是高电压电源之间的电平转移，图1中上管MPl和MP2为PMOS管，下管MNl和MN2为NMOS管。图1中VDD为第一电源(一般为低压5V)，反相器INVl的输入端为低压输入逻辑，输出控制MNl的栅极。MPl和MP2的源端接VIN，VIN为第二电源(一般为高压12ν)，ΜΡ1的栅极接MP2和丽2的漏端，MP2栅极接MPI和MNl的漏端。反相器INV2的电源为VIN，输出为转换后的高压逻辑信号。其工作原理为:若输入]由高变低时，INl由低变高;MNl开始打开，MN2关断;六点电压变为O，同时MP2打开，将B点电压拉高到VIN，实现电压VDD到VIN的转换。同样，若输入IN由低变高时，INl由高变低;丽I开始关断，丽2打开;B点电压变为O，同时MPl打开，将A点电压拉高到VIN。但是，在该转换期间存在上下管同时导通的时间，此期间会导致电流瞬间增大。如图3所示，IN由OV上升到VDD电压时，MN2的打开电压为其阈值电压VTH，也就是图中a竖线所对应的电压，此时B点的电压才开始降低。同样，MNl的完全关断电压为其阈值电压VTH，也就是图中b点所对应的电压，此时A点电压才可以完全升高到VIN。所以在a点到e点所对应的电压期间，MP2是完全打开，MN2由打开到关断，在这个过程中就会有较大的电流由电源VIN经过MP2和丽2到地。同样在f点到b点所对应的电压期间，MPl完全打开，丽I由打开到关断的过程中，也有大的电流从VIN经过MPl和MNl到低。所以每次信号的翻转动作，都会导致两次大的电流从VIN到地。并且该电流会随着VIN的提高和MOS管面积的增大而成比例的增大。尤其当输入电压较高和频率较快时，电流的损耗会非常大，不仅影响芯片的工作效率，同时大的电流很容易导致MOS管的烧毁，降低芯片的可靠性。现有的地之间也需要一个单独的转移电路，如图2所示，图2中所对应的电平转移存在一样的问题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本技术提供一种电平转移电路，不仅可以完全解决转换期间电流穿通的问题，而且可以严格控制转换期间电流的大小，提高了芯片的工作效率和芯片的可靠性。同时，本专利所提出的电平转移电路，可以实现由低压侧到高压侧电源和地的一次性转换，不需要单独进行电源和地的转换，电路结构比较精简。本技术采用的技术方案是:一种电平转移电路，包括:反相器INV5、INV6，匪OS管丽5和丽6，电阻Rl，稳压二极管Zl;反相器INV5的电源端接第一电源VDD，输入端接与第一电源VDD适配的输入信号IN;反相器INV5的接地端接第一地GND，第一地GND为0V;反相器INV5的输出端接匪OS管丽6的栅极;WOS管MN6的源极接匪OS管MN5的漏极，MN5的源极接第一地GND;丽5为一偏置电流的镜像管；NMOS管MN6的漏极接电阻Rl的一端、稳压二极管Zl的阳极和反相器INV6的输入端；电阻Rl的另一端、稳压二极管Zl的阴极和反相器INV6的电源端接第二电源VIN;第二电源VIN的电压高于第一电源VDD;反相器INV6的接地端接第二地;第二地的值为VIN-VDD;反相器INV6的输出端输出转换后的电压OUT。进一步地，第一电源VDD为5V，第二电源VIN为12V。本技术的优点:I)可以严格控制转换期间电流的大小。2)可以实现由低压侧到高压侧电源和地的一次性转换，不需要单独进行电源和地的转换，电路结构比较精简。【附图说明】图1为现有的电源之间的电平转移电路。图2为现有的地之间的电平转移电路。图3为现有电平转移期间信号转换的波形图。图4为本技术的低压侧到高压侧电源和地同时转换的电平转移电路图。【具体实施方式】下面结合具体附图和实施例对本技术作进一步说明。本技术如图4所示，该电平转移电路不仅可以控制转换期间电流的大小，而且可以实现从低压端到高压端电源和地的一次性转换。电平转移电路，包括:反相器INV5、INV6，NM0S管MN5和MN6，电阻R1，稳压二极管Zl;反相器INV5的电源端接第一电源VDD，输入端接与第一电源VDD适配的输入信号IN;反相器INV5的接地端接第一地GND，第一地GND为0V;反相器INV5的输出端接匪OS管MN6的栅极；匪OS管丽6的源极接匪OS管丽5的漏极，丽5的源极接第一地GND;丽5为一偏置电流的镜像管;匪OS管丽6的漏极接电阻Rl的一端、稳压二极管Zl的阳极和反相器INV6的输入端；电阻Rl的另一端、稳压二极管Zl的阴极和反相器INV6的电源端接第二电源VIN;第二电源VIN的电压高于第一电源VDD;反相器INV6的接地端接第二地;第二地的值为VIN-VDD;反相器INV6的输出端输出转换后的电压OUT。反相器INV5为低压侧的反相器，其电源为第一低压电源VDD，典型值为5V，第一地GND为0V;MN6为高压管，其作用为承受第二电源VIN的高压，保护MN5低压管;第二电源VIN可以是12V。丽5为一偏置电流的镜像管；电阻Rl与NMOS管丽6导通时流经丽6的电流Il的乘积为第一电源VDD的5V电压;稳压管Zl的作用是保证电阻Rl上的压降在5V之内，确保反相器INV6的栅极不被击穿；INV6为高压侧的反相器，其电源为VIN，地为VIN-VDD(即VIN-5V)。其工作原理为:当输入信号IN由低电平变为高电平(VDD)时，丽6的栅极电压由VDD变为0V，关断电流通路II，此时电阻Rl为上拉电阻，将INV6的反相器输入端拉到VIN，输出电压OUT为第二地(VIN-5V)。在该转换期间由于Il支路关闭，所以几乎没有消耗电流。当输入信号IN由高电平为低电平时，MN6的栅极电压由OV变为VDD，打开电流通路II。此时Rl上的压降可通过设计电阻和电流的大小控制在5V，那么反相器INV6的输入电压为VIN-5V，输出电压OUT为VIN。在该转换期间，所流通的电流为11，该电流经过丽5镜像产生，达到可控的目的。我们可以通过调节电流Il和电阻Rl的关系来调整电流的大小。【主权项】1.一种电平转移电路，其特征在于，包括: 反相器INV5、INV6，NMOS管丽5和MN6，电阻Rl，稳压二极管ZI ； 反相器INV5的电源端接第一电源VDD，输入端接与第一电源VDD适配的输入信号IN;反相器INV5的接地端接第一地GND，第一地GND为OV;反相器INV5的输出端接匪OS管丽6的栅极;NMOS管MN6的源极接NMOS管MN5的漏极，MN5的源极接第一地GND ;MN5为一偏置电流的镜像管； NMOS管MN6的漏极接电阻Rl的一端、稳压二极管Zl的阳极和反相器INV6的输入端；电阻Rl的另一端、稳压二极管Zl的阴极和反相器INV6的电源端接第二电源VIN;第二电源VIN的电压高于第一电源VDD; 反相器INV6的接地端接第二地;第二地的值为VIN-VDD;反相器INV6的输出端输出转换后的电压OUT。2.如权利要求1所述的电平转移电路，其特征在于: 第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电平转移电路，其特征在于，包括：反相器INV5、INV6，NMOS管MN5和MN6，电阻R1，稳压二极管Z1；反相器INV5的电源端接第一电源VDD，输入端接与第一电源VDD适配的输入信号IN；反相器INV5的接地端接第一地GND，第一地GND为0V；反相器INV5的输出端接NMOS管MN6的栅极；NMOS管MN6的源极接NMOS管MN5的漏极，MN5的源极接第一地GND；MN5为一偏置电流的镜像管；NMOS管MN6的漏极接电阻R1的一端、稳压二极管Z1的阳极和反相器INV6的输入端；电阻R1的另一端、稳压二极管Z1的阴极和反相器INV6的电源端接第二电源VIN；第二电源VIN的电压高于第一电源VDD；反相器INV6的接地端接第二地；第二地的值为VIN‑VDD；反相器INV6的输出端输出转换后的电压OUT。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨潺，黄飞明，励晔，余东升，
申请(专利权)人：无锡硅动力微电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32