一种用于高压集成电路的保护电路，高压集成电路包括低压区、电平转换电路和高压区，高压集成电路还包括带保护功能的自举电路，低压区和带保护功能的自举电路的供电电源的正极记为VCC，低压区和带保护功能的自举电路的供电电源的负极记为GND，该GND接地；高压集成电路的输入端并进入低压区和带保护功能的自举电路的输入端；低压区的两输出端分别进入电平转换电路；电平转换电路的两输出端分别连接高压区的两输入端；高压区的供电电源的正极记为VB，该VS分别接模拟开关的固定端和自举电容的一端；带保护功能的自举电路的输出端分别接VB和自举电容的另一端。本发明专利技术具有结构简单合理、安全程度高的特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种短路保护的电路技术，特别是一种用于高压集成电路的保护电路，该保护电路还涉及到高压集成电路中的高压DMOS技术。
技术介绍
高压集成电路是一种带有欠压保护、逻辑控制等功能的栅极驱动电路，它将电力电子与半导体技术结合，逐渐取代传统的分立元件，越来越多地被应用在IGBT、大功率MOSFET的驱动领域。高压集成电路有低压区和高压区，在高压集成电路工作过程中，其高压区的最低 电平需要在O 600V或O 1200V之间进行高速切换，高压区通过自举电路提供能量进行工作。参见图1，为目前应用于高压集成电路的自举电路结构高压集成电路107由低压区101、电平转换电路102、高压区103和自举二极管104组成；其中，低压区101的供电电源的正极记为VCC，低压区101的供电电源的负极记为GND，该GND接地；高压集成电路107的输入端记为HIN并进入低压区101 ;低压区101的两输出端进入电平转换电路102 ;电平转换电路102的两输出端分别连接高压区103的两输入端；高压区103的供电电源的正极记为VB，高压区103的供电电源的负极记为VS，该VS分别接模拟开关106的固定端和自举电容105的一端；自举二极管104的阳极接VCC，自举二极管104的阴极分别接VB和自举电容105的另一端；模拟开关106的第一选择端A接600V或1200V，模拟开关106的第二选择端B接GND。高压区103的输出端HO控制模拟开关106 :当输出端HO为高电平时，模拟开关106连接第一选择端A ;当输出端HO为低电平时，模拟开关106连接第二选择端B。其中，输出端HO受输入端HIN控制并与输入端HIN同相位。上述的电路的工作原理如下状态⑴VCC刚接入15V时，输入端HIN接低电平，输出端HO的初始值也为低电平，此时，所述模拟开关106的闸刀接第二选择端B，VS与GND相连，即电压为0V，则VCC通过所述自举二极管104向所述自举电容105充电，自举二极管104自身的压降为O. 7V，则自举电容105获得14. 3V的电压；状态⑵在自举电容105的电压稳定在14. 3V后，输入端HIN变为相对于GND的高电平，则输出端HO也变为相对于VS的高电平，模拟开关106的闸刀接第一选择端A，VS的电压迅速从OV变成600V或1200V，VB的电压迅速从14. 3V变成614. 3V或1214. 3V，此时，自举二极管104承受着599. 3V或1199. 3V的反向电压，高压区103依靠自举电容105存储的电荷进行工作，随着所述自举电容105的电荷量的减少，自举电容105两端的电压差缓慢下降；状态(3):经过一段时间，输入端HIN重新变成相对于GND的低电平，设此时所述自举电容105的两端电压下降为VBSM(此电压小于14. 3V)，则输出端HO也变成相对于VS的低电平，模拟开关106的闸刀接第二选择端B，VS的电压迅速从600V或1200V变成0V，VB的电压为VBSM，此时，所述自举二极管104正向偏置，VCC通过自举二极管104向自举电容105充电，直到自举电容105获得14. 3V的电压后，充电停止。以上三种状态各关键点的波形如图2所示。从图2中可以看出，在状态⑵的过程中，自举二极管104承受接近614. 3V或1214. 3V的耐压，一旦发生故障击穿，614. 3V或1214. 3V的电压就会直接加载到15V的电源和低压区101上，造成15V电源和高压集成电路107损坏，高压集成电路107损坏使输出端HO的电平无法预计，如果输出端HO的输出为高电平，会使600V或1200V的电压通过VS再次加载到已经损坏的高压集成电路107上，这时将会造成高压集成电路爆炸。目前应用于高压集成电路的自举电路未采取短路保护措施，存在安全隐患；对于目前主流的高压BCD工艺，高压集成电路的耐压失效有50%以上是内藏的自举二极管失效，而自举二极管的失效状态又多表现为短路，因此，目前的高压集成电路在耐压失效时，极容易引起爆炸，损坏周边的电路，甚至引起火灾。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提供一种结构简单合理、安全程度高的用于高压集成电路的保护电路，以克服现有技术中的不足之处。按此目的设计的一种用于高压集成电路的保护电路，高压集成电路包括低压区、电平转换电路和高压区，其特征是高压集成电路还包括带保护功能的自举电路，低压区和带保护功能的自举电路的供电电源的正极记为VCC，低压区和带保护功能的自举电路的供电电源的负极记为GND，该GND接地；高压集成电路的输入端并进入低压区和带保护功能的自举电路的输入端；低压区的两输出端分别进入电平转换电路；电平转换电路的两输出端分别连接高压区的两输入端；高压区的供电电源的正极记为VB，高压区的供电电源的负极记为VS，该VS分别接模拟开关的固定端和自举电容的一端；带保护功能的自举电路的输出端分别接VB和自举电容的另一端；模拟开关的第一选择端接600V或1200V ；模拟开关的第二选择端接GND ；高压区的输出端控制模拟开关当输出端为高电平时，模拟开关连接第一选择端；当输出端为低电平时，模拟开关连接第二选择端；其中，输出端受输入端控制并与输入端同相位。所述高压集成电路的输入端进入带保护功能的自举电路后连接非门的输入端，非门的输出端接或非门的第一输入端，或非门的第二输入端连接或非门的一个输入端和非门的输出端，或非门的另一个输入端连接或非门的输出端和NMOS管的栅极，或非门的输出端接NMOS管的栅极，NMOS管的源极和衬底与NMOS管的漏极相连并接到高压DMOS管的栅极，NMOS管的衬底和源极相连并接地，NMOS管的漏极接VCC和电阻的另一端，高压DMOS管的衬底接地，高压DMOS管的源极接电阻的一端和电压比较器的正输入端，电阻的另一端接VCC和电压比较器的负输入端，电压比较器的输出端接RS触发器的第一输入端，RS触发器的输出端接非门的输入端，RS触发器的第二输入端接地，高压DMOS管的漏极接自举二极管的阳极，自举二极管的阴极与VB相连。所述带保护功能的自举电路内部的元件处于正常状态时在高压集成电路的输入端为低电平时，形成VCC对VB的直流通路，自举电容被充电；在高压集成电路的输入端为高电平时，VCC对VB间呈现高阻态，并且VB对VCC可承受600V或1200V的直流电压。所述带保护功能的自举电路内部的自举二极管处于击穿形成短路时无论高压集成电路的输入端的状态如何，VCC对VB都呈现高阻态，VB对VCC仍能承受600V或1200V的直流电压；由于此时自举电容不能再被充电，因此高压区因失去供电电源而停止工作，高压集成电路的输出端变成低电平，模拟开关接到第二选择端，600V或1200V不再施加于高压集成电路上。本专利技术采用上述的技术方案后，在自举二极管因电压击穿而发生短路时，高压集成电路产生自发保护，能够及时切断自举电路，最终切断与高电压端的连接，使高压集成电路停止工作，避免了对高压集成电路的二次破坏，大大降低了高压集成电路发生爆炸的几率，确保高压集成电路周边元件的安全，减少维修成本，具有很高的安全性。本专利技术具有结构简单合理、安全程度高的特点。附图说明图I为目前应用于高压集成电路的自举电路的示意图。图2为目前应用于高压集成本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：冯宇翔，黄祥钧，
申请(专利权)人：广东美的电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。