一種大功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件通用驅(qū)動(dòng)芯片，包括電源腳、地腳、正向輸入腳、反向輸入腳和驅(qū)動(dòng)輸出腳，其內(nèi)集成有MOS對(duì)管、電平選擇電路和DC-DC變換電路，DC-DC變換電路與電源腳連接；MOS對(duì)管由P-MOS管和N-MOS管組成，P-MOS管源極接電源腳，N-MOS管源極接地腳，漏極接驅(qū)動(dòng)輸出腳；電平選擇電路的一個(gè)輸入端接正向輸入腳并通過(guò)第一電阻接地腳，另一個(gè)輸入端接反向輸入腳并通過(guò)第二電阻接DC-DC變換電路的輸出端，電平選擇電路的輸出端經(jīng)驅(qū)動(dòng)單元接MOS對(duì)管的柵極。本驅(qū)動(dòng)芯片可以應(yīng)用于電磁感應(yīng)加熱裝置。本驅(qū)動(dòng)芯片控制方式靈活，能夠大大減小應(yīng)用電路占用的空間，提高抗干擾能力。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及驅(qū)動(dòng)芯片，更具體地說(shuō)，是一種大功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件通用驅(qū)動(dòng)芯片。
技術(shù)介紹
大功率驅(qū)動(dòng)應(yīng)用裝置，比如利用IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)驅(qū)動(dòng)的裝置---電磁爐，IH(Induction Heating)飯煲等，已經(jīng)被廣泛地使用。人們也在不斷地對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，以改善性能和降低成本。現(xiàn)有的IGBT驅(qū)動(dòng)電路采用分立元件組成，成本高，占用空間大，裝配復(fù)雜，抗干擾能力差，靜態(tài)功耗大，不符合電子產(chǎn)品的小型化、集成化的發(fā)展趨勢(shì)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有大功率驅(qū)動(dòng)電路存在的元件占用空間大、抗干擾能力差和控制模式單一的缺陷，提供一種大功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件通用驅(qū)動(dòng)芯片。本專(zhuān)利技術(shù)一種大功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件通用驅(qū)動(dòng)芯片包括電源腳、地腳、正向輸入腳、反向輸入腳和驅(qū)動(dòng)輸出腳，所述芯片內(nèi)集成有MOS對(duì)管、電平選擇電路和DC-DC變換電路，所述DC-DC變換電路與電源腳連接用于產(chǎn)生+5V電源；所述MOS對(duì)管由P-MOS管和N-MOS管漏極相接組成，P-MOS管源極接電源腳，N-MOS管源極接地腳，漏極接所述驅(qū)動(dòng)輸出腳；所述電平選擇電路的一個(gè)輸入端接正向輸入腳并通過(guò)第一電阻接地腳，另一個(gè)輸入端接反向輸入腳并通過(guò)第二電阻接DC-DC變換電路的輸出端，電平選擇電路的輸出端經(jīng)驅(qū)動(dòng)單元接MOS對(duì)管的柵極。本專(zhuān)利技術(shù)所述的驅(qū)動(dòng)芯片，為了能夠進(jìn)一步減化應(yīng)用電路(如，大功率器件IGBT的測(cè)溫電路)，還在芯片內(nèi)集成了測(cè)溫電路，設(shè)置了溫度輸出腳，所述測(cè)溫電路由恒流鏡電路和第一半導(dǎo)體PN結(jié)串聯(lián)組成，由所述DC-DC變換電路供電，恒流鏡電路和第一半導(dǎo)體PN結(jié)的公共端接所述溫度輸出腳，第一半導(dǎo)體PN結(jié)的另一端接地腳，該測(cè)溫電路用于檢測(cè)該驅(qū)動(dòng)芯片自身的溫度，以及用于檢測(cè)大功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件GND腳的溫度。優(yōu)選地，所述電平選擇電路為同或門(mén)、或者異或門(mén)。優(yōu)選地，所述測(cè)溫電路和所述溫度輸出腳之間還連接放大電路。本專(zhuān)利技術(shù)所述的驅(qū)動(dòng)芯片，為了能夠更加減化應(yīng)用電路(如，大功率器件IGBT控制電壓輸入鉗位的電路)，在芯片內(nèi)還集成了保護(hù)模塊，該保護(hù)模塊由連接在所述P-MOS管的源極和漏極之間的第二 PN結(jié)、以及連接在所述N-MOS管的源極和漏極之間的第三PN結(jié)組成，用于保護(hù)連接在驅(qū)動(dòng)輸出腳的大功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件不受干擾脈沖影響，以及將該驅(qū)動(dòng)芯片本身的驅(qū)動(dòng)電壓鉗制到合理范圍。優(yōu)選地，所述第二 PN結(jié)和第三PN結(jié)分別在所述P-MOS管和所述N-MOS管的結(jié)構(gòu)上改造形成。優(yōu)選地，所述MOS對(duì)管的內(nèi)阻與連接在驅(qū)動(dòng)輸出腳的IGBT的特性相匹配。優(yōu)選地，該驅(qū)動(dòng)芯片采用S0T23-6封裝，芯片的長(zhǎng)度為2. 8_3mm，厚度為O. 9-1. 45mm,芯片主體的寬度為I. 5-1. 75mm。上述驅(qū)動(dòng)芯片可以應(yīng)用于電磁感應(yīng)加熱裝置中IGBT的驅(qū)動(dòng)，例如，用于對(duì)電磁爐中的IGBT驅(qū)動(dòng)。優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)芯片的地腳緊貼并連接所述IGBT的E極。本驅(qū)動(dòng)芯片集成有電平選擇電路并對(duì)應(yīng)設(shè)置有正向輸入腳和反向輸入腳，通過(guò)該兩個(gè)管腳的電平配置即可簡(jiǎn)便的選擇被驅(qū)動(dòng)器件的驅(qū)動(dòng)輸入電平組合，控制方式非常靈活，能夠適合于不同的主控芯片控制方案。由于驅(qū)動(dòng)對(duì)管、電平選擇電路和DC-DC變換電路均集成在芯片內(nèi)，大大減小了占用的空間，并提高了抗干擾能力。此外，其驅(qū)動(dòng)對(duì)管采用MOS管，靜態(tài)功耗非常小。 附圖說(shuō)明圖I為典型一實(shí)施例大功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件通用驅(qū)動(dòng)芯片的原理框圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)進(jìn)一步說(shuō)明。如圖I所示，本大功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件通用驅(qū)動(dòng)芯片10具有六個(gè)管腳，分別為電源腳VDD、地腳GND、正向輸入腳IN+、反向輸入腳IN-、驅(qū)動(dòng)輸出腳OUT和溫度輸出腳Tout，芯片10內(nèi)集成有MOS對(duì)管I及其驅(qū)動(dòng)單元2、電平選擇電路3、DC-DC變換電路4、測(cè)溫電路5和保護(hù)模塊6。DC-DC變換電路4與電源腳VDD連接，用于產(chǎn)生+5V電源。MOS對(duì)管I由P-MOS管Ia和N-MOS管Ib組成，P-MOS管Ia源極接電源腳VDD，N-MOS管Ib源極接地腳GND，P-MOS管Ia和N-MOS管Ib漏極相連并且接至驅(qū)動(dòng)輸出腳OUT。驅(qū)動(dòng)單元2主要用于實(shí)現(xiàn)信號(hào)整形，可以采用門(mén)電路，如，非門(mén)、與門(mén)、或門(mén)等。電平選擇電路3采用同或門(mén)，電平選擇電路3的一個(gè)輸入端接正向輸入腳IN+并通過(guò)第一電阻8接地腳GND，另一個(gè)輸入端接反向輸入腳IN-并通過(guò)第二電阻7接DC-DC變換電路4的輸出端，電平選擇電路3的輸出端經(jīng)驅(qū)動(dòng)單元2接MOS對(duì)管I的柵極。本驅(qū)動(dòng)芯片10的輸入輸出真值表如下 亙向輸入腳IN- I正向輸入腳IN+ I驅(qū)動(dòng)輸出腳OUTM_懸空(接地)低_ 氐一懸空(接地)高懸空(拉局)_ra__懸空(拉高)_fS_fS_ ￥空(拉高) _懸空(接地)低 II高I低 可以看出，電平選擇電路3的設(shè)計(jì)使本驅(qū)動(dòng)芯片10控制方式非常靈活，能夠適合于不同的主控芯片的控制方案。在一些實(shí)例中，電平選擇電路3也可以采用異或門(mén)。也可以在異或門(mén)或同或門(mén)后面連接一個(gè)非門(mén)來(lái)構(gòu)成電平選擇電路3。測(cè)溫電路5 —方面用于檢測(cè)連接在驅(qū)動(dòng)輸出腳OUT的大功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件(如，IGBT)的溫度，另一方面用于檢測(cè)本驅(qū)動(dòng)芯片10自身的溫度。測(cè)溫電路5由集成在芯片10內(nèi)部的恒流鏡電路和第一半導(dǎo)體PN結(jié)串聯(lián)組成，由DC-DC變換電路4供電，恒流鏡電路和第一半導(dǎo)體PN結(jié)的公共端接溫度輸出腳Tout，第一半導(dǎo)體PN結(jié)的另一端接地腳GND。應(yīng)用時(shí)，只需將本驅(qū)動(dòng)芯片10的地腳GND緊貼并連接所述大功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件的GND腳(SPE極)，第一半導(dǎo)體PN結(jié)能夠感知本驅(qū)動(dòng)芯片10自身的溫度，并且能夠通過(guò)溫度檢測(cè)感知所述大功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件的溫度，進(jìn)而將溫度轉(zhuǎn)換成模擬電壓，通過(guò)溫度輸出腳Tout輸出，主控芯片只需檢測(cè)該溫度輸出腳Tout電壓就能得到所述大功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件及其驅(qū)動(dòng)芯片10的溫度，以便及時(shí)可靠的控制所述大功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件及其驅(qū)動(dòng)部分溫度。在測(cè)溫電路5和溫度輸出腳Tout之間還連接有放大電路(圖I中將放大電路和測(cè)溫電路用一個(gè)框表示)，用于對(duì)測(cè)溫電路5輸出的表征溫度的電壓信號(hào)進(jìn)行放大。可以理解地，也可以不在驅(qū)動(dòng)芯片10內(nèi)設(shè)置放大電路，而通過(guò)外圍放大電路，或者用主控芯片內(nèi)的放大器對(duì)驅(qū)動(dòng)芯片10輸出的表征溫度的電壓信號(hào)放大。保護(hù)模塊6由連接在P-MOS管Ia的源極和漏極之間的第二 PN結(jié)6a、以及連接在N-MOS管Ib的源極和漏極之間的第三PN結(jié)6b組成。利用第二 PN結(jié)6a和第三PN結(jié)6b可以將電源VDD、驅(qū)動(dòng)輸出腳OUT、地GND之間的電位差固定，形成雙鉗位作用，這樣既可以保護(hù)連接在驅(qū)動(dòng)輸出腳OUT的大功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件不受干擾脈沖影響，又可將本驅(qū)動(dòng)芯片 10本身的驅(qū)動(dòng)電壓鉗制到合理范圍，從而達(dá)到保護(hù)本驅(qū)動(dòng)芯片10和所述大功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件的雙保護(hù)目的。在一些較佳實(shí)例中，保護(hù)模塊6的第二 PN結(jié)6a和第三PN結(jié)6b分別在P-MOS管Ia和N-MOS管Ib的結(jié)構(gòu)上改造形成，充分的利用了 MOS管的基本特性，簡(jiǎn)化了保護(hù)電路，且不占用芯片額外晶圓空間和內(nèi)部更多資源，為小體積封裝和大批量低成本制造提供了可能。而且這種保護(hù)原理是基于MOS管本身的半導(dǎo)體性質(zhì)，因此可以達(dá)到非常穩(wěn)定可靠的保護(hù)效果。如圖I所本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
大功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件通用驅(qū)動(dòng)芯片，其特征在于，包括電源腳(VDD)、地腳(GND)、正向輸入腳(IN+)、反向輸入腳(IN？)和驅(qū)動(dòng)輸出腳(OUT)，所述芯片內(nèi)集成有MOS對(duì)管(1)、電平選擇電路(3)和DC？DC變換電路(4)，所述DC？DC變換電路與電源腳連接用于產(chǎn)生+5V電源；所述MOS對(duì)管由P？MOS管和N？MOS管漏極相接組成，P？MOS管源極接電源腳，N？MOS管源極接地腳，漏極接所述驅(qū)動(dòng)輸出腳；所述電平選擇電路的一個(gè)輸入端接正向輸入腳并通過(guò)第一電阻接(8)地腳，另一個(gè)輸入端接反向輸入腳并通過(guò)第二電阻(7)接DC？DC變換電路的輸出端，電平選擇電路的輸出端經(jīng)驅(qū)動(dòng)單元(2)接MOS對(duì)管的柵極。
【技術(shù)特征摘要】
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：丘守慶，許申生，李鵬，程高明，陳勁鋒，劉春光，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：深圳市鑫匯科電子有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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