一种半桥式驱动芯片的电源引脚ESD保护电路、保护方法及其全桥保护电路与流程

本发明涉及电源管理和电机驱动芯片，尤其是一种半桥式驱动芯片的电源引脚esd保护电路、保护方法及其全桥保护电路。

背景技术：

1、现有技术中的半桥式驱动芯片的电源引脚esd保护电路如图1所示，其中，vcc引脚为电源引脚，其负责给半桥驱动结构提供电源。输入逻辑信号hson1通过高端预驱动模块驱动功率管mnh1的开通和关断，输入逻辑信号lson1通过低端预驱动模块驱动功率管mnl1的开通和关断。在此，功率管mnh1和功率管mnl1相连于输出端out1，输出端out1与驱动负载相连。输入逻辑信号hson1、输入逻辑信号lson1、高端预驱动、低端预驱动、功率管mnh1和功率管mnl1按图1相连后共同构成了半桥式驱动结构。

2、为了应对esd（全称electrostatic discharge，静电放电）事件，在传统的半桥式驱动芯片的电源引脚esd保护电路中，esd器件连接在vcc引脚和gnd引脚之间，负责为vcc引脚提供静电泄放通路，以及保护芯片内部电路及半桥驱动结构免受esd损伤。其中，esd器件多为pnp esd和ggmos esd。随着驱动芯片的供电电压升高，esd器件的耐压也会线性增加。若vcc引脚同时需要较高的esd等级时，此esd器件由于高耐压和高esd等级的需求，需要占据芯片较大的面积。

3、因此，亟需提出一种结构简单、安全可靠的半桥式驱动芯片的电源引脚esd保护电路、保护方法及其全桥保护电路，其既能省去传统的esd器件，又能增强vcc引脚的esd耐压等级。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的在于提供一种半桥式驱动芯片的电源引脚esd保护电路、保护方法及其全桥保护电路，本发明采用的技术方案如下：

2、第一部分，本技术提供了一种半桥式驱动芯片的电源引脚esd保护电路，包括：功率管mnh1、功率管mnl1和高端预驱动；所述功率管mnh1的源极与功率管mnl1的漏极连接；所述功率管mnh1的栅极经高端预驱动外接输入逻辑信号hson1，所述功率管mnh1的漏极外接电源vcc，还包括：

3、跳变检测模块，与电源vcc连接，并检测电源vcc的跳变，并输出跳变驱动信号ng2；

4、以及辅助开启模块，与电源vcc、跳变检测模块、功率管mnl1的栅极连接，获取跳变驱动信号ng2；所述辅助开启模块外接输入逻辑信号lson1和使能信号en；

5、当电源vcc的电压突变升高时，所述跳变检测模块输出高电平的跳变驱动信号ng2，并利用所述辅助开启模块驱动功率管mnl1导通；同时，电压突变升高的所述电源vcc对功率管mnh1的栅极进行耦合，且所述功率管mnh1导通。

6、进一步地，所述跳变检测模块包括由串联连接的电容c1和电阻r1组成的高通滤波器，串联后一端连接在电容c1与电阻r1之间、且另一端接地的齐纳二极管d1和晶体管mn4；所述电容c1与电源vcc连接。

7、进一步地，所述辅助开启模块包括pmos晶体管mp1、pmos晶体管mp2、nmos晶体管mn5、nmos晶体管mn3、nmos晶体管mn6、nmos晶体管mn7、与非门i1、反相器i2、反相器i3和电阻r2；所述与非门i1、反相器i2和反相器i3串联连接后与所述pmos晶体管mp1的栅极、nmos晶体管mn3的栅极连接；所述非门i1外接输入逻辑信号lson1和使能信号en；所述pmos晶体管mp2的栅极、nmos晶体管mn5的栅极和nmos晶体管mn6的栅极均连接在电容c1与电阻r1之间；所述nmos晶体管mn7的栅极经电阻r2与pmos晶体管mp1的漏极连接；所述pmos晶体管mp1、pmos晶体管mp2、nmos晶体管mn7和nmos晶体管mn3依次连接；所述功率管mnl1的栅极连接在pmos晶体管mp2与nmos晶体管mn7之间。

8、第二部分，本技术提供了一种电源引脚esd保护方法，其采用所述半桥式驱动芯片的电源引脚esd保护电路进行检测保护，所述保护方法包括以下步骤：

9、当电源vcc的电压突变升高时，电压突变升高的所述电源vcc对功率管mnh1的栅极进行耦合，并驱动功率管mnh1导通；

10、同时，所述跳变检测模块获取电压突变升高的所述电源vcc，并输出高电平的跳变驱动信号ng2，利用所述辅助开启模块驱动功率管mnl1导通；同时导通的所述功率管mnh1和功率管mnl1对电源vcc进行静电泄放。

11、第三部分，本技术提供了一种全桥保护电路，其设置有两组所述半桥式驱动芯片的电源引脚esd保护电路。

12、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

13、本发明通过设置跳变检测模块和辅助开启模块，以代替esd器件和低端预驱动。当电源vcc遭受正向esd脉冲时，电源vcc的电压会快速升高。其中，跳变检测模块通过检测vcc的跳变，输出高电平的跳变驱动信号ng2到辅助开启模块，通过辅助开启模块输出高电平的ng1信号并使功率管mnl1的源极与漏极导通。与此同时，vcc快速升高时会对功率管mnh1的栅极进行耦合，致使功率管mnh1打开。由此，功率管mnh1和功率管mnl1将同时导通并对vcc引脚提供静电泄放通路，同时功率管mnh1和功率管mnl1强的自保护能力可显著增强vcc引脚的esd等级，提升芯片的可靠性。

1.一种半桥式驱动芯片的电源引脚esd保护电路，包括：功率管mnh1、功率管mnl1和高端预驱动；所述功率管mnh1的源极与功率管mnl1的漏极连接；所述功率管mnh1的栅极经高端预驱动外接输入逻辑信号hson1，所述功率管mnh1的漏极外接电源vcc，其特征在于，还包括：

2.根据权利要求1所述的一种半桥式驱动芯片的电源引脚esd保护电路，其特征在于，所述跳变检测模块包括由串联连接的电容c1和电阻r1组成的高通滤波器，串联后一端连接在电容c1与电阻r1之间、且另一端接地的齐纳二极管d1和晶体管mn4；所述电容c1与电源vcc连接。

3.根据权利要求2所述的一种半桥式驱动芯片的电源引脚esd保护电路，其特征在于，所述辅助开启模块包括pmos晶体管mp1、pmos晶体管mp2、nmos晶体管mn5、nmos晶体管mn3、nmos晶体管mn6、nmos晶体管mn7、与非门i1、反相器i2、反相器i3和电阻r2；所述与非门i1、反相器i2和反相器i3串联连接后与所述pmos晶体管mp1的栅极、nmos晶体管mn3的栅极连接；所述非门i1外接输入逻辑信号lson1和使能信号en；所述pmos晶体管mp2的栅极、nmos晶体管mn5的栅极和nmos晶体管mn6的栅极均连接在电容c1与电阻r1之间；所述nmos晶体管mn7的栅极经电阻r2与pmos晶体管mp1的漏极连接；所述pmos晶体管mp1、pmos晶体管mp2、nmos晶体管mn7和nmos晶体管mn3依次连接；所述功率管mnl1的栅极连接在pmos晶体管mp2与nmos晶体管mn7之间。

4.一种电源引脚esd保护方法，其特征在于，采用权利要求1~3任一项所述半桥式驱动芯片的电源引脚esd保护电路进行检测保护，所述保护方法包括以下步骤：

5.一种全桥保护电路，其特征在于，设置有两组权利要求1~3任一项所述半桥式驱动芯片的电源引脚esd保护电路。