一種低成本的半橋驅(qū)動芯片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半橋驅(qū)動芯片的電路技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種低成本的半橋驅(qū)動芯片的集成電路。
【背景技術(shù)】
[0002]半橋驅(qū)動電路廣泛應(yīng)用于電子鎮(zhèn)流器、PWM電機(jī)驅(qū)動及其它DC-AC逆變電路中，半橋驅(qū)動電路有分立元件驅(qū)動、脈沖觸發(fā)變壓器驅(qū)動、專用集成芯片驅(qū)動。其中，分立元件驅(qū)動具有價格低廉的優(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)動信號失真，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，對電路的設(shè)計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)動電路廣泛應(yīng)用于日光燈、節(jié)能燈驅(qū)動及其它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，對用電器造成很多不利影響。宄其原因，無外乎專用驅(qū)動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，若能開發(fā)出價格低廉的半橋驅(qū)動芯片，對工業(yè)界或者對用戶來講都是以一件很好的事。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明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)動芯片，整個芯片的驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)簡單、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，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為，一種低成本的半橋驅(qū)動芯片，該芯片內(nèi)部的集成電路分為高壓單元和低壓單元兩部分，所述低壓單元包括電流偏置模塊、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)動模塊，所述高壓單元包括高端驅(qū)動模塊；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)動模塊相連；高端輸入信號和低端輸入信號進(jìn)入閉鎖邏輯控制模塊進(jìn)行閉鎖保護(hù)并經(jīng)延時控制后輸出給電平位移模塊和低端驅(qū)動模塊，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)有兩個耐壓MOS晶體管串聯(lián)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高壓單元與低壓單元間的電平位移功能，所述高端驅(qū)動模塊與電平位移模塊相連，經(jīng)過電平位移模塊的高端輸出信號通過高端驅(qū)動模塊驅(qū)動輸出，低端輸出信號通過低端驅(qū)動模塊驅(qū)動輸出；所述低壓單元采用UHV工藝集成為耐壓集成塊，所述高壓單元采用HV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塑封體內(nèi)，形成一顆具有完整半橋驅(qū)動功能的芯片。
[0006]作為本發(fā)明的一種改進(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分壓電阻串聯(lián)而成，所述晶體管分壓電路是由至少兩個低壓晶體管串聯(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同型號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]作為本發(fā)明的一種改進(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各自引出的焊盤采用導(dǎo)線進(jìn)行連接。
[0008]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所提出的半橋驅(qū)動芯片具有集成度高、體積小、工作頻率尚、動態(tài)響應(yīng)快、低功耗等優(yōu)點(diǎn)，其驅(qū)動能力強(qiáng)，可驅(qū)動600V的主電路系統(tǒng)；整體米用尚壓集成電路技術(shù)，既降低成本和簡化電路，又降低設(shè)計風(fēng)險和節(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單元產(chǎn)生的開關(guān)信號送至高壓單元，是實(shí)現(xiàn)半橋驅(qū)動芯片功能的關(guān)鍵模塊，采用多個低壓晶體管串聯(lián)方式來取代耐壓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，簡化電路設(shè)計復(fù)雜度；此外，采用雙芯片封裝技術(shù)的物理隔離方式來實(shí)現(xiàn)半橋驅(qū)動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)計簡單靈活，實(shí)現(xiàn)的代價更低，降低了芯片的成本。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明所提出的半橋驅(qū)動芯片的結(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為本發(fā)明所提出的半橋驅(qū)動芯片的封裝架構(gòu)的表面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]為了加深對本發(fā)明的理解和認(rèn)識，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(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電源域的高壓單元和工作在VB~VS電源域的低壓單元兩部分，所述低壓單元包括電流偏置模塊、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)動模塊，所述高壓單元包括高端驅(qū)動模塊。該芯片對外具有8個引腳，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)動模塊相連，高端輸入信號和低端輸入信號進(jìn)