本發(fā)明涉及電路,具體而言涉及一種柵極驅動電路、柵極驅動芯片、智能功率模塊和設備。
背景技術:
1、傳統(tǒng)的高側型柵極驅動芯片主要基于高壓雙脈沖觸發(fā)電平移位電路(level_shifter)、脈沖濾波器(noise?canceller)、rs鎖存器(rs?latch)、柵極驅動電路(driver)等組成,將其集成至智能功率模塊(intelligent?power?module,簡稱ipm)時,應用到高壓、高速環(huán)境。
2、柵極驅動電路需要依據(jù)功率管特性選取合適的驅動電流,目前,驅動電流io+和io-的微調(diào)主要通過熔絲修調(diào)選取通道的方式和修改金屬層掩模版進行,以上方式往往會犧牲較大的芯片面積以滿足驅動管電流密度的要求,另外,修調(diào)電路模塊也會占用較大的芯片面積,具有熔絲燒寫不成功的風險,而修改芯片金屬層掩模版又存在交期長,影響芯片交貨節(jié)點等風險。
技術實現(xiàn)思路
1、在
技術實現(xiàn)要素:
部分中引入了一系列簡化形式的概念,這將在具體實施方式部分中進一步詳細說明。本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特征和必要技術特征,更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護范圍。
2、本技術一方面提供一種柵極驅動電路,包括:與柵極驅動電路的信號輸出端口連接的第一信號輸出電路和第二信號輸出電路,其中,第一信號輸出電路和第二信號輸出電路中的每個包括:
3、開關電路,開關電路連接柵極驅動電路的信號輸入端口,被配置為:基于信號輸入端口輸入的控制信號導通或關斷;
4、至少兩個串聯(lián)的電阻,連接在開關電路和信號輸出端口之間;
5、至少一個電阻修調(diào)焊盤,連接兩個串聯(lián)的電阻之間的節(jié)點;
6、其中,通過調(diào)整引線改變電阻修調(diào)焊盤之間的電連接方式,調(diào)整開關電路和信號輸出端口之間的電阻的總阻值進而調(diào)整柵極電流。
7、以上技術方案具有如下優(yōu)點或有益效果:通過調(diào)整引線改變電阻修調(diào)焊盤之間的電連接方式,調(diào)整開關電路和信號輸出端口之間的電阻的總阻值進而調(diào)整柵極電流,通過這樣的修調(diào)方式可以實現(xiàn)柵極電流的可調(diào),在不犧牲芯片面積的情況下,采取邦定線(wirebonding)連接的方式進行可編程,以調(diào)整柵極開啟電阻和柵極關斷電阻,進而調(diào)整柵極電流,從而實現(xiàn)采用一個柵極驅動芯片即可實現(xiàn)多種類型功率元件的最優(yōu)驅動,因此本技術的柵極驅動電路的修調(diào)方法不會額外占用較大的芯片面積,并且,相比傳統(tǒng)的熔絲修調(diào)方式,本技術對于電阻修調(diào)的方式更加簡單易操作且成功率高,可以較大程度的縮短柵極驅動芯片的開發(fā)周期,并降低開發(fā)成本,降低了影響芯片交貨節(jié)點等風險。
8、在本技術的一些實施例中,通過調(diào)整引線改變電阻修調(diào)焊盤之間的電連接方式,包括:
9、通過引線使第一信號輸出電路的電阻修調(diào)焊盤和第二信號輸出電路的電阻修調(diào)焊盤連接;和/或
10、當?shù)谝恍盘栞敵鲭娐钒ㄖ辽賰蓚€電阻修調(diào)焊盤時,通過引線使第一信號輸出電路的兩個電阻修調(diào)焊盤電連接;和/或
11、當?shù)诙盘栞敵鲭娐钒ㄖ辽賰蓚€電阻修調(diào)焊盤時,通過引線使第二信號輸出電路的兩個電阻修調(diào)焊盤電連接。
12、以上技術方案具有如下優(yōu)點或有益效果:通過這樣的修調(diào)方式可以實現(xiàn)柵極電流的可調(diào),在不犧牲芯片面積的情況下,采取邦定線(wirebonding)連接的方式進行可編程,以調(diào)整柵極開啟電阻和柵極關斷電阻,進而調(diào)整柵極電流。在本技術的一些實施例中,開關電路包括:
13、信號輸入電路,用于接收控制信號,并對控制信號進行處理得到驅動信號;
14、開關模塊,開關模塊還連接信號輸入電路,被配置為:至少基于信號輸入電路輸出的驅動信號導通或關斷,第一信號輸出電路的開關模塊連接浮動電源,第二信號輸出電路的開關模塊連接浮動地。
15、以上技術方案具有如下優(yōu)點或有益效果:通過信號輸入電路和對于輸入的控制信號進行處理,可以實現(xiàn)信號的放大、相位移動和濾波功能以提高對于開關電路的驅動能力。通過開關電路的導通和關斷可以實現(xiàn)驅動信號的輸出,從而控制目標功率器件的導通和關斷。
16、在本技術的一些實施例中,開關模塊包括:
17、至少兩個并聯(lián)的開關管,其中,至少兩個并聯(lián)的開關管包括第一開關管和第二開關管,第一開關管的控制端連接信號輸入電路,被配置為:至少基于信號輸入電路輸出的驅動信號導通或關斷;
18、選通傳輸門,選通傳輸門連接第二開關管的控制端,被配置為:在被選通時使第二開關管導通,在未被選通時使第二開關管關斷;
19、開關修調(diào)焊盤,連接選通傳輸門,配置為:通過使開關修調(diào)焊盤懸空,使選通傳輸門未被選通,通過引線使開關修調(diào)焊盤連接浮動地,使選通傳輸門被選通。
20、以上技術方案具有如下優(yōu)點或有益效果:通過設置至少兩個并聯(lián)的開關管,可以通過控制導通的開關管的數(shù)量來對柵極驅動電流進行調(diào)整,進而實現(xiàn)柵極電流的可調(diào)。通過設置選通傳輸門tg,可以實現(xiàn)控制第二開關管的導通和關斷,從而使第二開關管所在的支路可選擇的應用到柵極驅動中,靈活性更高。通過在柵極驅動芯片上設置開關修調(diào)焊盤,用于通過引線連接至浮動地,作為觸發(fā)選通傳輸門tg被選通的內(nèi)部元件,而無需通過增加新的傳輸端子來實現(xiàn)外部信號的傳輸,通過這樣的方式,可以利用電路上的焊盤即可實現(xiàn)柵極電流io+和柵極電流io-的組合選擇,使得柵極電流的修調(diào)方式更加簡單和高效。
21、在本技術的一些實施例中,開關模塊還包括:
22、開關信號產(chǎn)生電路,設置在浮動電源和浮動地之間,并且開關信號產(chǎn)生電路還連接開關修調(diào)焊盤,開關信號產(chǎn)生電路輸出端連接選通傳輸門,被配置為:輸出控制信號控制選通傳輸門被選通或不選通,其中,
23、當開關修調(diào)焊盤懸空時,開關信號產(chǎn)生電路輸出高電平信號的開關信號,使選通傳輸門未被選通;
24、當通過引線使開關修調(diào)焊盤連接浮動地時,開關信號產(chǎn)生電路輸出低電平信號的開關信號,使選通傳輸門被選通。
25、以上技術方案具有如下優(yōu)點或有益效果:通過該開關信號產(chǎn)生電路可以產(chǎn)生與目標功率開關管的電流需求相適應的控制信號,有利于實現(xiàn)對柵極電流io+和柵極電流io-的組合選擇,使得柵極電流的修調(diào)方式更加簡單和高效。
26、在本技術的一些實施例中,開關信號產(chǎn)生電路,包括:
27、上拉電阻,上拉電阻的第一端連接浮動電源;
28、下拉電阻,下拉電阻的第一端連接開關修調(diào)焊盤,下拉電阻的第二端連接上拉電阻;
29、限流電阻,限流電阻的第一端連接上拉電阻的第二端;
30、濾波電路,濾波電路的輸入端連接限流電阻的第二端,濾波電路的輸出端輸出開關信號。
31、以上技術方案具有如下優(yōu)點或有益效果:上拉電阻、下拉電阻、限流電阻可以起到限流以及分壓的作用,以使電路穩(wěn)定運行,通過濾波電路起到濾除信號中的噪聲的作用。
32、在本技術的一些實施例中,開關信號產(chǎn)生電路還包括:
33、esd防護電路,設置在浮動電源和浮動地之間,其中,esd防護電路包括:
34、第一防護開關管,第一防護開關管的柵極和源極連接浮動電源;
35、第二防護開關管,第二防護開關管的柵極和源極連接浮動地,第二防護開關管的漏極和第一防護開關管的漏極連接。
36、以上技術方案具有如下優(yōu)點或有益效果:通過esd保護電路可以阻止由于靜電(引線接觸焊盤而引起的)對電路內(nèi)部造成影響,從而起到保護電路的作用。
37、在本技術的一些實施例中,第一信號輸出電路的開關模塊包括的開關管為pmos,第二信號輸出電路的開關模塊包括的開關管為nmos。
38、以上技術方案具有如下優(yōu)點或有益效果:通過使用不同各類型的mos管,可以阻止第一信號輸出電路的開關模塊和第二信號輸出電路的開關模塊同時導通,進而降低由于同時導通而產(chǎn)生的器件損壞風險。
39、本技術再一方面提供一種柵極驅動芯片,包括:如前述的柵極驅動電路。
40、本技術又一方面提供一種智能功率模塊,包括:
41、目標功率開關管;
42、前述的柵極驅動芯片,柵極驅動芯片的信號輸出端口連接目標功率開關管的柵極,被配置為:控制目標功率開關管的導通或關斷。
43、本技術另一方面提供一種設備,其包括前述的柵極驅動電路,或者,包括前述的柵極驅動芯片,或者,包括前述的智能功率模塊。
44、由于上述柵極驅動芯片、智能功率模塊和設備包括前述的柵極驅動電路,因此其也具有以上的優(yōu)點或有益效果。