高低邊驅(qū)動集成電路以及開關(guān)電源的制作方法
【專利摘要】高低邊驅(qū)動集成電路以及開關(guān)電源，其用于驅(qū)動上功率管以及下功率管，其包括引線框架包括多個引出腳，引線框架還包括兩個相互隔離的基島，其中一個基島設(shè)置有上管驅(qū)動芯片，另一個基島設(shè)置有下管驅(qū)動芯片，上管驅(qū)動芯片以及下管驅(qū)動芯片均受控于控制器，上管驅(qū)動芯片與下管驅(qū)動芯片通過導(dǎo)線實現(xiàn)電連接，上管驅(qū)動芯片的輸入端連接第一引出腳，上管驅(qū)動芯片的上功率管驅(qū)動信號輸出端連接第三引出腳，下管驅(qū)動芯片的輸入端連接第一引出腳以及第二引出腳，下管驅(qū)動芯片的下功率管驅(qū)動信號輸出端連接第四引出腳。本實用新型能夠完全實現(xiàn)國外同類芯片的功能和性能的同時有效降低了工藝成本和難度。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及驅(qū)動集成電路，尤其涉及一種高低邊驅(qū)動集成電路以及開關(guān)電 源。 高低邊驅(qū)動集成電路以及開關(guān)電源

【背景技術(shù)】
[0002] 在半橋或全橋結(jié)構(gòu)的開關(guān)電源中，需要對功率管進行驅(qū)動控制，以使功率管能驅(qū) 動變壓器或電感完成所需的功率傳輸工作，但受限于功率管的連接方式，位于非接地端的 功率管（以下簡稱上管）往往需要特殊設(shè)計的電路對其進行驅(qū)動，尤其當系統(tǒng)工作在較高的 電壓條件時，對驅(qū)動電路的要求也將變得更高，傳統(tǒng)上常用的驅(qū)動方式有如下幾種：
[0003] 請參閱圖1，由控制器驅(qū)動一個變壓器的初級繞組，再由變壓器的兩個相反極性的 次級繞組分別驅(qū)動上功率管Q1與下功率管Q2,在每次初級電流轉(zhuǎn)換方向交替打開上功率 管Q1與下功率管Q2,實現(xiàn)所需的開關(guān)驅(qū)動控制。此方式原理簡單，但實際使用時還需要考 慮功率管的反向柵極保護、快速關(guān)斷、門鉗位等問題，同時變壓器需要高壓隔離比較昂貴， 導(dǎo)致整體成本較為高昂，而且體積也比較大。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中的典型的半橋驅(qū)動電路使用商業(yè)化的集成電路方式的高低邊開關(guān)電 源(如驅(qū)動芯片IR2101等)進行驅(qū)動，通過在控制器和功率管之間加入一個具有高壓隔離能 力的集成電路，該集成電路內(nèi)部具有兩個單獨的驅(qū)動通道，可分別用于對上功率管Q1與下 功率管Q2的驅(qū)動，同時兩個驅(qū)動電路之間具有所需的高電壓隔離能力，從而實現(xiàn)所需的隔 離驅(qū)動。該集成電路方式的高低邊開關(guān)電源外圍簡單，使用連接方便，綜合優(yōu)勢較為突出。 但集成電路方式的開關(guān)電源要求內(nèi)部的兩個驅(qū)動電路之間具有極高的電壓隔離能力，在標 準電網(wǎng)應(yīng)用的系統(tǒng)中常常需要高達400V的電壓隔離能力，這對制作此電路的半導(dǎo)體工藝 提出了非常高的挑戰(zhàn)。
[0005] 針對上述的問題，現(xiàn)有技術(shù)提出來一種解決方案，請參閱申請?zhí)枮?201010224392. 1，專利名稱為：一種橋式驅(qū)動電路芯片的申請文件，其通過在引線框架的封 裝面上設(shè)置三個相互隔離且絕緣的基島，三個基島各自具有至少一個連接腳，通過連接腳 將基島與引出腳連接起來，低壓側(cè)驅(qū)動控制電路芯片和電平轉(zhuǎn)移電路芯片設(shè)置于第一個基 島上，第一功率器件設(shè)置于第二個基島上，高壓側(cè)驅(qū)動控制電路芯片和第二功率器件設(shè)置 于第三個基島上，而各器件之間的連接均通過金屬導(dǎo)線實現(xiàn)，實現(xiàn)橋式驅(qū)動電路功能。這樣 就能夠?qū)崿F(xiàn)驅(qū)動的同時也避免了采用高壓隔離制造工藝的麻煩。但是，該方案把上功率管 以及下功率管封裝在同一芯片內(nèi)，并且設(shè)有三個基島，這樣的制造工藝很復(fù)雜。 實用新型內(nèi)容
[0006] 本實用新型要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題，而提出一種高低 邊驅(qū)動集成電路以及開關(guān)電源，能夠解決高壓單芯片的高低邊驅(qū)動器制作工藝復(fù)雜和成本 高昂的問題。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提出一種高低邊驅(qū)動集成電路，其用于驅(qū)動上 功率管以及下功率管，其包括引線框架，引線框架包括多個引出腳，引出腳至少包括第一引 出腳、第二引出腳、第三引出腳以及第四引出腳，其中，第一引出腳以及第二引出腳均連接 控制器，第三引出腳連接上功率管的控制端，第四引出腳連接下功率管的控制端，引線框架 還包括兩個相互隔離的基島，其中一個基島設(shè)置有上管驅(qū)動芯片，另一個基島設(shè)置有下管 驅(qū)動芯片，上管驅(qū)動芯片以及下管驅(qū)動芯片均受控于控制器，上管驅(qū)動芯片與下管驅(qū)動芯 片通過導(dǎo)線實現(xiàn)電連接，上管驅(qū)動芯片的上功率管驅(qū)動信號輸出端連接第三引出腳，下管 驅(qū)動芯片的輸入端連接第一引出腳以及第二引出腳，下管驅(qū)動芯片的下功率管驅(qū)動信號輸 出端連接第四引出腳。
[0008] 優(yōu)選地，引線框架為8腳引線框架，8腳引線框架還包括第五引出腳、第六引出腳、 第七引出腳以及第八引出腳；上管驅(qū)動芯片連接第五引出腳、第七引出腳以及第八引出腳， 下管驅(qū)動芯片連接第五引出腳以及第六引出腳。
[0009] 優(yōu)選地，下管驅(qū)動芯片包括邏輯處理模塊、下管驅(qū)動模塊以及信號輸出模塊，邏輯 處理模塊連接該第一引出腳以及第二引出腳，下管驅(qū)動模塊連接邏輯處理模塊以及第四引 出腳，信號輸出模塊連接在邏輯處理模塊以及導(dǎo)線之間。
[0010] 優(yōu)選地，下管驅(qū)動芯片還包括一高壓二極管，其負極連接第八引出腳，其正極連接 第六引出腳。
[0011] 優(yōu)選地，上管驅(qū)動芯片包括信號輸入模塊以及上管驅(qū)動模塊，信號輸入模塊連接 導(dǎo)線，上管驅(qū)動管理模塊連接在信號輸入模塊以及第三引出腳之間。
[0012] 優(yōu)選地，上管驅(qū)動芯片為耐壓范圍在40V以下的低壓芯片。
[0013] 優(yōu)選地，下管驅(qū)動芯片為耐壓范圍在40V至1500V的高壓芯片。
[0014] 優(yōu)選地，信號輸出模塊包括第一高壓管以及第二高壓管，第一高壓管以及第二高 壓管的控制端連接邏輯處理模塊，第一高壓管以及第二高壓管的輸出端連接導(dǎo)線。
[0015] 優(yōu)選地，第一高壓管以及第二高壓管的耐壓值范圍在40V至1500V。
[0016] 本發(fā)明還提出一種開關(guān)電源，其包括上述的高低邊驅(qū)動集成電路。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果包括：本實用新型通過在簡單的工藝條 件下實現(xiàn)上述的集成電路結(jié)構(gòu)，由兩個完全獨立的芯片分別完成上管和下管驅(qū)動，兩個驅(qū) 動芯片在一個封裝內(nèi)部實現(xiàn)互聯(lián)，只需簡單的高壓漏極工藝即可實現(xiàn)，從而能夠在國內(nèi)的 半導(dǎo)體工藝平臺上完全實現(xiàn)國外同類芯片的功能和性能，并有效降低了工藝成本和難度， 另外，相對于申請?zhí)枮?01010224392. 1，專利名稱為：一種橋式驅(qū)動電路芯片的申請文件， 其只采用兩個基島來分別集成上管驅(qū)動芯片和下管驅(qū)動芯片，并且沒有把上功率管和下功 率管集成在封裝面內(nèi)，這樣制造工藝更為簡單，封裝也方便，使用效果更佳。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)的橋式驅(qū)動電路的電路圖。
[0019] 圖2為本實用新型高低邊驅(qū)動集成電路的封裝原理圖。
[0020] 其中，附圖標記說明如下：8腳引線框架1基島11上管驅(qū)動芯片111基島12 下管驅(qū)動芯片121穩(wěn)壓二極管ZD1上功率管Q1下功率管Q2 電容C1高壓二極管 ZD2導(dǎo)線13第一引出腳HIN第二引出腳LIN第三引出腳H0第四引出腳L0第五 引出腳VCC第六引出腳GND第七引出腳VB第八引出腳VS。

【具體實施方式】
[0021] 為了進一步說明本實用新型的原理和結(jié)構(gòu)，現(xiàn)結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施 例進行詳細說明。
[0022] 請參閱圖2,本發(fā)明的一種高低邊驅(qū)動集成電路，其用于驅(qū)動上功率管以及下功率 管，其包括引線框架，引線框架包括有多個引出腳。引出腳至少包括第一引出腳HIN、第二引 出腳LIN、第三引出腳H0以及第四引出腳L0。其中，第一引出腳HIN以及第二引出腳LIN 均連接控制器，第三引出腳H0連接上功率管的控制端，第四引出腳L0連接下功率管的控制 端。封裝面上設(shè)置有兩個相互隔離的基島，其中一個基島設(shè)置有上管驅(qū)動芯片，另一個基島 設(shè)置有下管驅(qū)動芯片。上管驅(qū)動芯片以及下管驅(qū)動芯片均受控于控制器，上管驅(qū)動芯片與 下管驅(qū)動芯片通過導(dǎo)線實現(xiàn)電連接，上管驅(qū)動芯片的上功率管驅(qū)動信號輸出端連接第三引 出腳H0,下管驅(qū)動芯片的輸入端連接第二引出腳LIN，下管驅(qū)動芯片的下功率管驅(qū)動信號 輸出端連接下功率管的第四引出腳L0。
[0023] 請繼續(xù)參閱圖2,本發(fā)明的高低邊驅(qū)動集成電路采用8腳引線框架1，該8腳引線 框架1包括：第一引出腳HIN、第二引出腳LIN、第三引出腳H0、第四引出腳L0、第五引出腳 VCC、第六引出腳GND、第七引出腳VB以及第八引出腳VS。該8腳引線框架1還包括兩個相 互隔離的基島，其中一個基島11設(shè)置有上管驅(qū)動芯片111，另一個基島12設(shè)置有下管驅(qū)動 芯片121。第一引出腳HIN以及第二引出腳LIN均連接控制器。第三引出腳H0以及第四引 出腳L0分別連接上功率管Q1以及下功率管Q2的控制端。電源VCC連接穩(wěn)壓二極管ZD1 后至8腳引線框架1的第七引出腳VB，第七引出腳VB以及第八引出腳VS之間連接有電容 C1，第六引出腳GND接地。上管驅(qū)動芯片111連接第七引出腳VB、第三引出腳H0以及第八 引出腳VS。下管驅(qū)動芯片121連接第一引出腳HIN、第二引出腳LIN、第五引出腳VCC、第六 引出腳GND以及第四引出腳L0。上管驅(qū)動芯片111與下管驅(qū)動芯片121通過導(dǎo)線13實現(xiàn) 電連接。該8腳引線框架1適用于驅(qū)動芯片IR2101。本實施例中，該8腳引線框架1可以 為DIP8。在其它實施例中，該8腳引線框架1為S0P8。
[0024] 下管驅(qū)動芯片121包括：邏輯處理模塊、下管驅(qū)動模塊、信號輸出模塊以及高壓二 極管ZD2。邏輯處理模塊連接該第一引出腳HIN以及第二引出腳LIN，下管驅(qū)動模塊連接邏 輯處理模塊以及第四引出腳L0,信號輸出模塊連接在邏輯處理模塊以及導(dǎo)線13之間。該高 壓二極管ZD2的負極連接該第八引出腳VS，其正極連接該第六引出腳GND。本實施例中，下 管驅(qū)動芯片121為耐壓范圍在20V至1000V的高壓芯片。在其它實施例中，該高壓二極管 ZD2可以不集成在該下管驅(qū)動芯片121內(nèi)，直接在該高低邊驅(qū)動集成電路的外圍實現(xiàn)連接。 通過在第八引出腳VS到第六引出腳GND之間加一個反向的高壓二極管ZD2,能夠進行負電 壓鉗位，起到保護的作用。
[0025] 其中，信號輸出模塊包括并聯(lián)的第一高壓管(未圖示）以及第二高壓管(未圖示)。 第一高壓管以及第二高壓管的控制端連接所述邏輯處理模塊，第一高壓管以及第二高壓管 的輸出端連接導(dǎo)線13。
[0026] 本實施例中，第一高壓管以及第二高壓管的耐壓值范圍在40V至1500V。
[0027] 本實施例中，上功率管Q1以及下功率管Q2均為M0S管。
[0028] 上管驅(qū)動芯片111包括信號輸入模塊以及上管驅(qū)動模塊。信號輸入模塊連接導(dǎo)線 13,上管驅(qū)動管理模塊連接在信號輸入模塊以及第三引出腳HO之間。本實施例中，上管驅(qū) 動芯片111為耐壓范圍在40V以下的低壓芯片。
[0029] 本實施例中，上功率管Q1以及下功率管Q2均為M0S管，M0S管的柵極為上功率管 Q1以及下功率管Q2的控制端，M0S管的源極為上功率管Q1以及下功率管Q2的輸入端，M0S 管的漏極為上功率管Q1以及下功率管Q2的輸出端。
[0030] 在其它實施例中，上功率管Q1以及下功率管Q2為三極管，三極管的基極為上功率 管Q1以及下功率管Q2的控制端，三極管的集電極為上功率管Q1以及下功率管Q2的輸入 端，三極管的發(fā)射極為上功率管Q1以及下功率管Q2的輸出端。
[0031] 本實施例中，上功率管Q1以及下功率管Q2的耐壓值范圍在40V至1500V。
[0032] 值得注意的是，本封裝面上的引出腳代表的含義、引出腳的個數(shù)、各個引出腳的形 狀以及各個引出腳的連接方式在這里不作限制，可以根據(jù)實際情況進行設(shè)置。高低邊驅(qū)動 集成電路不局限于實施例中的8腳封裝，可以采用現(xiàn)有的任意成熟的引線框架實現(xiàn)，也可 以使多芯片組成的厚膜電路，還可以直接將這些芯片和器件焊接在PCB板上。
[0033] 本發(fā)明還提出一種開關(guān)電源，其包括上述的高低邊驅(qū)動集成電路。
[0034] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果包括：本實用新型通過在簡單的工藝條 件下實現(xiàn)上述的集成電路結(jié)構(gòu)，由兩個完全獨立的芯片分別完成上管和下管驅(qū)動，兩個驅(qū) 動芯片在一個封裝內(nèi)部實現(xiàn)互聯(lián)，只需簡單的高壓漏極工藝即可實現(xiàn)，從而能夠在國內(nèi)的 半導(dǎo)體工藝平臺上完全實現(xiàn)國外同類芯片的功能和性能，并有效降低了工藝成本，另外，相 對于申請?zhí)枮?01010224392. 1，專利名稱為：一種橋式驅(qū)動電路芯片的申請文件，其只采 用兩個基島來分別集成上管驅(qū)動芯片和下管驅(qū)動芯片，并且沒有把上功率管和下功率管集 成在封裝面內(nèi)，這樣制造工藝更為簡單，封裝也方便，使用效果更佳。
[0035] 以上所述僅為本實用新型的較佳可行實施例，并非限制本實用新型的保護范圍。 凡運用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作出的等效結(jié)構(gòu)變化，均包含在本實用新型的保護 范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種高低邊驅(qū)動集成電路，其用于驅(qū)動上功率管以及下功率管，其包括引線框架，所 述引線框架包括多個引出腳，所述引出腳至少包括第一引出腳、第二引出腳、第三引出腳以 及第四引出腳，其中，所述第一引出腳以及第二引出腳均連接控制器，所述第三引出腳連接 所述上功率管的控制端，所述第四引出腳連接所述下功率管的控制端，其特征在于，所述引 線框架還包括兩個相互隔離的基島，其中一個所述基島設(shè)置有上管驅(qū)動芯片，另一個所述 基島設(shè)置有下管驅(qū)動芯片，所述上管驅(qū)動芯片以及下管驅(qū)動芯片均受控于所述控制器，所 述上管驅(qū)動芯片與所述下管驅(qū)動芯片通過導(dǎo)線實現(xiàn)電連接，所述上管驅(qū)動芯片的上功率管 驅(qū)動信號輸出端連接所述第三引出腳，所述下管驅(qū)動芯片的輸入端連接所述第一引出腳以 及第二引出腳，所述下管驅(qū)動芯片的下功率管驅(qū)動信號輸出端連接所述第四引出腳。
2. 如權(quán)利要求1所述的高低邊驅(qū)動集成電路，其特征在于，所述引線框架為8腳引線框 架，所述8腳引線框架還包括第五引出腳、第六引出腳、第七引出腳以及第八引出腳；所述 上管驅(qū)動芯片連接所述第五引出腳、第七引出腳以及第八引出腳，所述下管驅(qū)動芯片連接 所述第五引出腳以及所述第六引出腳。
3. 如權(quán)利要求1所述的高低邊驅(qū)動集成電路，其特征在于，所述下管驅(qū)動芯片包括邏 輯處理模塊、下管驅(qū)動模塊以及信號輸出模塊，所述邏輯處理模塊連接該第一引出腳以及 第二引出腳，所述下管驅(qū)動模塊連接所述邏輯處理模塊以及第四引出腳，所述信號輸出模 塊連接在所述邏輯處理模塊以及導(dǎo)線之間。
4. 如權(quán)利要求2所述的高低邊驅(qū)動集成電路，其特征在于，所述下管驅(qū)動芯片還包括 一高壓二極管，其負極連接所述第八引出腳，其正極連接所述第六引出腳。
5. 如權(quán)利要求1所述的高低邊驅(qū)動集成電路，其特征在于，所述上管驅(qū)動芯片包括信 號輸入模塊以及上管驅(qū)動模塊，所述信號輸入模塊連接所述導(dǎo)線，所述上管驅(qū)動管理模塊 連接在所述信號輸入模塊以及第三引出腳之間。
6. 如權(quán)利要求1所述的高低邊驅(qū)動集成電路，其特征在于，所述上管驅(qū)動芯片為耐壓 范圍在40V以下的低壓芯片。
7. 如權(quán)利要求1所述的高低邊驅(qū)動集成電路，其特征在于，所述下管驅(qū)動芯片為耐壓 范圍在40V至1500V的高壓芯片。
8. 如權(quán)利要求3所述的高低邊驅(qū)動集成電路，其特征在于，所述信號輸出模塊包括第 一高壓管以及第二高壓管，所述第一高壓管以及第二高壓管的控制端連接所述邏輯處理模 塊，所述第一高壓管以及第二高壓管的輸出端連接所述導(dǎo)線。
9. 如權(quán)利要求8所述的高低邊驅(qū)動集成電路，其特征在于，所述第一高壓管以及第二 高壓管的耐壓值范圍在40V至1500V。
10. -種開關(guān)電源，其特征在于，其包括如權(quán)利要求1至9任意一項所述的高低邊驅(qū)動 集成電路。
【文檔編號】H02M1/08GK203883669SQ201420286956
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】鄭凌波, 林新春 申請人:深圳市力生美半導(dǎo)體器件有限公司