成都信息工程大学吴秉宸获国家专利权
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龙图腾网获悉成都信息工程大学申请的专利一种BUCK上管驱动电路获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121395888B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-05发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511958987.2,技术领域涉及:H02M1/08;该发明授权一种BUCK上管驱动电路是由吴秉宸;陈龙;谢东宴;王海时设计研发完成,并于2025-12-24向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种BUCK上管驱动电路在说明书摘要公布了:本申请属于功率电子技术领域,公开了一种BUCK上管驱动电路,包括:快速电压域转换电路、慢速电压域维持电路、二级电压域转换电路、驱动信号检测电路和功率级电路;快速电压域转换电路与慢速电压域维持电路并联连接,相应输出端共同连接至二级电压域转换电路的输入端;所述二级电压域转换电路的输出端分别连接至驱动信号检测电路和功率级电路的输入端;所述功率级电路的输出端作为整个驱动电路的驱动输出端TG_DRV。通过本申请BUCK上管驱动电路的结构设计,能够实现BUCK电路在6‑120V电源电压工作范围的上管驱动,且开关频率支持到2MHz,当电路处于静态时无理论静态功耗,能够满足低功耗的设计要求,同时具备驱动信号检测电路,提升了电路可靠性。
本发明授权一种BUCK上管驱动电路在权利要求书中公布了:1.一种BUCK上管驱动电路,其特征在于,所述BUCK上管驱动电路包括:快速电压域转换电路、慢速电压域维持电路、二级电压域转换电路、驱动信号检测电路和功率级电路; 其中,所述快速电压域转换电路与慢速电压域维持电路并联连接,快速电压域转换电路与慢速电压域维持电路的输出端共同连接至二级电压域转换电路的输入端; 所述二级电压域转换电路的输出端分别连接至驱动信号检测电路和功率级电路的输入端;所述功率级电路的输出端作为整个驱动电路的驱动输出端TG_DRV; 所述快速电压域转换电路包括: 低压NMOS管MN1、低压NMOS管MN2、低压NMOS管MN3、低压NMOS管MN4、高压N型LDMOS管NLD1、高压N型LDMOS管NLD2、高压P型隔离管PISO1、高压P型隔离管PISO2、高压P型隔离管PISO3、高压P型隔离管PISO4、高压P型隔离管PISO5、高压P型隔离管PISO6、高压N型隔离管NISO1、高压N型隔离管NISO2、高压N型隔离管NISO3、高压N型隔离管NISO4以及DELAY延时模块; 其中,信号输入路径:输入逻辑信号TG_PRE经反相器产生TG_PRE_B;TG_PRE和TG_PRE_B分别连接至低压NMOS管MN2和低压NMOS管MN4的栅极,同时经DELAY模块后分别连接至低压NMOS管MN1和低压NMOS管MN3的栅极; 下拉支路:低压NMOS管MN1的漏极和低压NMOS管MN2的源极串联连接,通过高压N型LDMOS管NLD1高压开关管连接至PISO1的栅极;低压NMOS管MN3的漏极和低压NMOS管MN4的源极串联连接,通过高压N型LDMOS管NLD2连接至PISO6的栅极; 电流镜像:高压P型隔离管PISO1、高压P型隔离管PISO2、高压P型隔离管PISO4构成电流镜像结构,高压P型隔离管PISO1为主管,高压P型隔离管PISO2和高压P型隔离管PISO4为镜像管;高压P型隔离管PISO6、高压P型隔离管PISO5、高压P型隔离管PISO3构成电流镜像结构;高压P型隔离管PISO2输出连接至PULSE_TGON节点提供上拉电流,高压P型隔离管PISO4的输出电流经高压N型隔离管NISO3和高压N型隔离管NISO4镜像后,在PULSE_TGOFF节点产生下拉作用; PULSE_TGON和PULSE_TGOFF作为快速电压域转换的输出信号节点,连接至后级二级电压域转换电路; 所述慢速电压域维持电路包括:低压NMOS管MN5、低压NMOS管MN6、高压N型LDMOS管NLD3、高压N型LDMOS管NLD4、高压P型LDMOS管PLD1、高压P型LDMOS管PLD2、高压P型隔离管PISO11、高压P型隔离管PISO12、隔离反相器INVISO3、隔离反相器INVISO4、高压N型LDMOS管NLD5、高压N型LDMOS管NLD6、隔离缓冲器BUFISO5、隔离缓冲器BUFISO6,以及电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4; 输入连接:TG_PRE信号连接至低压NMOS管MN5栅极,TG_PRE_B信号连接至低压NMOS管MN6栅极; 保护结构连接:高压N型LDMOS管NLD3和高压N型LDMOS管NLD4的栅极直接由VCCA电压驱动,高压N型LDMOS管NLD3和高压N型LDMOS管NLD4的漏极分别连接低压NMOS管MN5和低压NMOS管MN6的漏极,用于保护漏极不受高压损伤;高压P型LDMOS管PLD1和高压P型LDMOS管PLD2的栅极由SW电压驱动,高压P型LDMOS管PLD1和高压P型LDMOS管PLD2的源极分别连接至高压P型隔离管PISO11和高压P型隔离管PISO12的栅极,用于提供栅极电压保护; 限流与输出连接:电阻R1和电阻R2分别串联在高压P型隔离管PISO11和高压P型隔离管PISO12的栅极回路中;X点和Y点分别为低压NMOS管MN5和低压NMOS管MN6支路的输出节点,经隔离缓冲器BUFISO5和隔离缓冲器BUFISO6缓冲后,再经电阻R3和电阻R4与快速电压域转换的输出信号PULSE_TGON、PULSE_TGOFF汇合; 所述二级电压域转换电路的输出端与隔离反相器INVISO3输入端相连,隔离反相器INVISO3的输出端连接到高压N型LDMOS管NLD6的栅极和隔离反相器INVISO4的输入端,隔离反相器INVISO4的输出端连接到高压N型LDMOS管NLD5的栅极;高压N型LDMOS管NLD5、高压N型LDMOS管NLD6的源极连接到SW节点,高压N型LDMOS管NLD5的漏极连接到BUFISO5的使能端,高压N型LDMOS管NLD6的漏极连接到BUFISO6的使能端; 所述二级电压域转换电路包括:高压N型隔离管NISO5、高压N型隔离管NISO6、高压N型隔离管NISO7、高压N型隔离管NISO8、高压P型隔离管PISO7、高压P型隔离管PISO8、高压P型隔离管PISO9、高压P型隔离管PISO10,以及隔离缓冲器BUFISO7; 其中,上拉通道:PULSE_TGON信号连接至高压N型隔离管NISO5以及高压P型隔离管PISO7的栅极;当PULSE_TGON为高电平时,高压N型隔离管NISO5和高压N型隔离管NISO6导通,配合高压P型隔离管PISO9和高压P型隔离管PISO10形成上拉通道; 下拉通道:PULSE_TGOFF信号连接至高压N型隔离管NISO8的栅极以及高压P型隔离管PISO10的栅极;当PULSE_TGOFF为高电平时,高压N型隔离管NISO7和高压N型隔离管NISO8导通,配合高压P型隔离管PISO7和高压P型隔离管PISO8形成下拉通道; 输出连接:输出节点TG_PRE_HV为高压域驱动信号,连接至后级驱动信号检测电路和功率级电路; 当PULSE_TGON翻高、PULSE_TGOFF翻低时,高压N型隔离管NISO5、高压N型隔离管NISO6、高压P型隔离管PISO9、高压P型隔离管PISO10开启,高压N型隔离管NISO7、高压N型隔离管NISO8、高压P型隔离管PISO7、高压P型隔离管PISO8关闭,TG_PRE_HV输出高压域高电平; 当PULSE_TGON翻低、PULSE_TGOFF翻高时,高压N型隔离管NISO7、高压N型隔离管NISO8、高压P型隔离管PISO7、高压P型隔离管PISO8开启,高压N型隔离管NISO5、高压N型隔离管NISO6、高压P型隔离管PISO9、高压P型隔离管PISO10关闭,TG_PRE_HV输出高压域低电平。
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