一種低成本的半橋驅(qū)動(dòng)芯片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及半橋驅(qū)動(dòng)芯片的電路技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種低成本的半橋驅(qū)動(dòng)芯片的集成電路。
【背景技術(shù)】
[0002]半橋驅(qū)動(dòng)電路廣泛應(yīng)用于電子鎮(zhèn)流器、PWM電機(jī)驅(qū)動(dòng)及其它DC-AC逆變電路中，半橋驅(qū)動(dòng)電路有分立元件驅(qū)動(dòng)、脈沖觸發(fā)變壓器驅(qū)動(dòng)、專用集成芯片驅(qū)動(dòng)。其中，分立元件驅(qū)動(dòng)具有價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，但是由于其集成度差而限制了其應(yīng)用；觸發(fā)變壓器驅(qū)動(dòng)具有實(shí)現(xiàn)方便的優(yōu)點(diǎn)，但由于其存在制作誤差，容易造成兩路驅(qū)動(dòng)信號(hào)失真，且變壓器體積大，發(fā)熱厲害；專用集成芯片具有體積小、可靠性高、效率高等優(yōu)點(diǎn)，目前已有多款類似的芯片產(chǎn)品，如IR公司的IR2153，意法半導(dǎo)體的L6569等。這類芯片的特點(diǎn)是高低壓電路集成，對(duì)電路的設(shè)計(jì)及工藝制程有較高的要求，且由于其集成度高，生產(chǎn)成本和維修成本均偏高。
[0003]此外，半橋驅(qū)動(dòng)電路廣泛應(yīng)用于日光燈、節(jié)能燈驅(qū)動(dòng)及其它DC-AC逆變電路中，然而目前市面上買到的節(jié)能燈很少有使用專用驅(qū)動(dòng)芯片的，大多數(shù)產(chǎn)品仍然在使用分立元件組成的半橋電路，分立元件占用PCB板面積比芯片大，可靠性不如專用芯片高，參數(shù)離散性大，效率低下，對(duì)用電器造成很多不利影響。宄其原因，無(wú)外乎專用驅(qū)動(dòng)芯片的成本比分立元件成本更高，使買節(jié)能燈演變成了買芯片。因此，若能開(kāi)發(fā)出價(jià)格低廉的半橋驅(qū)動(dòng)芯片，對(duì)工業(yè)界或者對(duì)用戶來(lái)講都是以一件很好的事。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種低成本的半橋驅(qū)動(dòng)芯片，整個(gè)芯片的驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)方便、工作穩(wěn)定且制作成本低。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為，一種低成本的半橋驅(qū)動(dòng)芯片，該芯片內(nèi)部的集成電路分為高壓?jiǎn)卧偷蛪簡(jiǎn)卧獌刹糠?，所述低壓?jiǎn)卧娏髌媚K、欠壓保護(hù)模塊、閉鎖邏輯控制模塊、電平位移模塊和低端驅(qū)動(dòng)模塊，所述高壓?jiǎn)卧ǜ叨蓑?qū)動(dòng)模塊；所述電流偏置模塊分別與欠壓保護(hù)模塊、閉鎖邏輯控制模塊和低端驅(qū)動(dòng)模塊相連，所述電流偏置模塊提供基準(zhǔn)的偏置電流給欠壓保護(hù)模塊、閉鎖邏輯控制模塊和低端驅(qū)動(dòng)模塊，所述欠壓保護(hù)模塊與閉鎖邏輯控制模塊相連，所述欠壓保護(hù)模塊提供欠壓保護(hù)信號(hào)給閉鎖邏輯控制模塊，所述閉鎖邏輯控制模塊分別與電平位移模塊和低端驅(qū)動(dòng)模塊相連；高端輸入信號(hào)和低端輸入信號(hào)進(jìn)入閉鎖邏輯控制模塊進(jìn)行閉鎖保護(hù)并經(jīng)延時(shí)控制后輸出給電平位移模塊和低端驅(qū)動(dòng)模塊，所述電平位移模塊采用電阻與低壓晶體管的串聯(lián)分壓電路替代現(xiàn)有兩個(gè)耐壓MOS晶體管串聯(lián)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高壓?jiǎn)卧c低壓?jiǎn)卧g的電平位移功能，所述高端驅(qū)動(dòng)模塊與電平位移模塊相連，經(jīng)過(guò)電平位移模塊的高端輸出信號(hào)通過(guò)高端驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)輸出，低端輸出信號(hào)通過(guò)低端驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)輸出；所述低壓?jiǎn)卧捎肬HV工藝集成為耐壓集成塊，所述高壓?jiǎn)卧捎肏V工藝集成為高壓集成塊，采用雙芯片封裝技術(shù)將耐壓集成塊與高壓集成塊封裝在同一個(gè)塑封體內(nèi)，形成一顆具有完整半橋驅(qū)動(dòng)功能的芯片。
[0006]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述電平位移模塊包括恒流源、與恒流源相匹配的電流鏡、負(fù)載電阻、電阻分壓電路、晶體管分壓電路和反相器，所述電阻分壓電路是由至少兩個(gè)分壓電阻串聯(lián)而成，所述晶體管分壓電路是由至少兩個(gè)低壓晶體管串聯(lián)而成，所述恒流源的正極與電源VDD相連，負(fù)極連接電流鏡的輸入端，所述電流鏡采用兩個(gè)同型號(hào)的三極管背靠背連接構(gòu)成，所述電流鏡的輸出端與晶體管分壓電路的一端相連，晶體管分壓電路的另一端連接負(fù)載電阻，負(fù)載電阻的另一端、電阻分壓電路的一端與高端驅(qū)動(dòng)模塊的高端懸浮電源VB相連，電阻分壓電路的另一端連接地GND，并且晶體管分壓電路的所有低壓晶體管基極依次連接到電阻分壓電路中相鄰兩個(gè)分壓電阻之間引出的支路，所述反相器是由一低壓晶體管和電阻串聯(lián)而成，其中電阻的一端與低壓晶體管的集電極相連，另一端與高端驅(qū)動(dòng)模塊的高端懸浮地VS相連，并且該低壓晶體管的基極連接在負(fù)載電阻和晶體管分壓電路之間引出的支路上，電平位移模塊的輸入端設(shè)置在恒流源和電流鏡之間引出的支路上，其輸出端設(shè)置在反相器的低壓晶體管和電阻之間的支路上。
[0007]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述耐壓集成塊和高壓集成塊設(shè)置在包含雙基島的引線框架上，具體為所述耐壓集成塊設(shè)置在引線框架的左基島上，所述高壓集成塊設(shè)置在引線框架的右基島上。所述耐壓集成塊與高壓集成塊之間通過(guò)各自引出的焊盤采用導(dǎo)線進(jìn)行連接。
[0008]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型所提出的半橋驅(qū)動(dòng)芯片具有集成度高、體積小、工作頻率高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、低功耗等優(yōu)點(diǎn)，其驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，可驅(qū)動(dòng)600V的主電路系統(tǒng)；整體采用高壓集成電路技術(shù)，既降低成本和簡(jiǎn)化電路，又降低設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)和節(jié)省電路板的空間，可靠性得到提高；電平位移模塊電路將低壓?jiǎn)卧a(chǎn)生的開(kāi)關(guān)信號(hào)送至高壓?jiǎn)卧?，是?shí)現(xiàn)半橋驅(qū)動(dòng)芯片功能的關(guān)鍵模塊，采用多個(gè)低壓晶體管串聯(lián)方式來(lái)取代耐壓MOS晶體管實(shí)現(xiàn)更高電壓的電平位移，極大地簡(jiǎn)化了芯片的半導(dǎo)體制造工藝，不必使用復(fù)雜昂貴的高壓半橋工藝，簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)復(fù)雜度；此外，采用雙芯片封裝技術(shù)的物理隔離方式來(lái)實(shí)現(xiàn)半橋驅(qū)動(dòng)電路中的高邊和低邊間的隔離，與現(xiàn)有技術(shù)中采用PN結(jié)隔離相比，隔離效果更好，完全可以滿足幾千伏特的隔離需求，而PN結(jié)隔離要做到上千伏特的隔離是極其困難的；另外，電路的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單靈活，實(shí)現(xiàn)的代價(jià)更低，降低了芯片的成本。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型所提出的半橋驅(qū)動(dòng)芯片的結(jié)構(gòu)框圖。
[0010]圖2為電平位移模塊的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
[0011]圖3為本實(shí)用新型所提出的半橋驅(qū)動(dòng)芯片的封裝架構(gòu)的表面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]為了加深對(duì)本實(shí)用新型的理解和認(rèn)識(shí)，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述和介紹。
[0013]如圖1-3所示，一種低成本的半橋驅(qū)動(dòng)芯片，該芯片內(nèi)部的集成電路分為工作在VDD-GND電源域的高壓?jiǎn)卧凸ぷ髟赩B~VS電源域的低壓?jiǎn)卧獌刹糠?，所述低壓?jiǎn)卧娏髌媚K、欠壓保護(hù)模塊、閉鎖邏輯控制模塊、電平位移模塊和低端驅(qū)動(dòng)模塊，所述高壓?jiǎn)卧ǜ叨蓑?qū)動(dòng)模塊。該芯片對(duì)外具有8個(gè)引腳，分別是電源VDD、高端輸入HIN、低端輸入LIN、地GND、高端懸浮電源VB、高端輸出VHO、高端懸浮地VS和低端輸出VLO。
[0014]所述電流偏置模塊分別與欠壓保護(hù)模塊、閉鎖邏輯控制模塊和低端驅(qū)動(dòng)模塊相連，所述電流偏置模塊提供基準(zhǔn)的偏置電流給欠壓保護(hù)模塊、閉鎖邏輯控制模塊和低端驅(qū)動(dòng)豐吳塊。
[0015]所述欠壓保護(hù)模塊與閉鎖邏輯控制模塊相連，所述欠壓保護(hù)模塊提供欠壓保護(hù)信號(hào)給閉鎖邏輯控制模塊。
[0016]所述閉鎖邏輯控制模塊分別與電平位移模塊和低端驅(qū)動(dòng)模塊相連，