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電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、功率模塊及半導(dǎo)體器件的制作方法

文檔序號(hào):12788902閱讀:來源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng),具有:

高壓側(cè)電路及低壓側(cè)電路;

控制器,其與所述高壓側(cè)電路及所述低壓側(cè)電路進(jìn)行通信;

第一結(jié)合電路,其包含所述控制器與所述高壓側(cè)電路之間的布線;以及

第二結(jié)合電路,其包含所述控制器與所述低壓側(cè)電路之間的布線,

所述電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的特征在于,

所述高壓側(cè)電路具有:

高壓側(cè)開關(guān),其結(jié)合在以基準(zhǔn)電源電壓為基準(zhǔn)被供給有第一電源電壓的第一電源端子與負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子之間,經(jīng)由所述負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子向負(fù)載供電;以及

高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器,其驅(qū)動(dòng)所述高壓側(cè)開關(guān),

所述低壓側(cè)電路具有:

低壓側(cè)開關(guān),其結(jié)合在被供給有所述基準(zhǔn)電源電壓的基準(zhǔn)電源端子與所述負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子之間,經(jīng)由所述負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子向所述負(fù)載供電;以及

低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器,其驅(qū)動(dòng)所述低壓側(cè)開關(guān),

所述第一結(jié)合電路具有二極管,所述二極管的正極與來自所述控制器的所述布線結(jié)合,所述二極管的負(fù)極與來自所述高壓側(cè)電路的所述布線結(jié)合。

2.如權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng),其特征在于,

所述高壓側(cè)電路具有第一溫度檢測(cè)二極管,所述第一溫度檢測(cè)二極管與所述高壓側(cè)開關(guān)形成于相同的半導(dǎo)體芯片,并檢測(cè)所述高壓側(cè)開關(guān)的溫度,所述第一溫度檢測(cè)二極管的負(fù)極與所述負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子結(jié)合,

所述第一結(jié)合電路具有:

第一二極管,其負(fù)極與所述第一溫度檢測(cè)二極管的正極結(jié)合;

第二二極管,其負(fù)極與所述第一溫度檢測(cè)二極管的負(fù)極結(jié)合;

第一電流源,其被供給有比所述第一電源電壓低的第二電源電壓,經(jīng)由所述第一二極管向所述第一溫度檢測(cè)二極管流出正向的電流;

第二電流源,其被供給有所述第二電源電壓,向所述第二二極管流出正向的電流;以及

第一差動(dòng)放大電路,其檢測(cè)所述第一二極管的正極與所述第二二極管的正極之間的差動(dòng)電壓,并將該檢測(cè)結(jié)果發(fā)送至所述控制器。

3.如權(quán)利要求2所述的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng),其特征在于,

所述第一差動(dòng)放大電路在所述高壓側(cè)開關(guān)關(guān)斷且所述低壓側(cè)開關(guān)導(dǎo)通的期間,經(jīng)由所述第一二極管及所述第二二極管來檢測(cè)所述第一溫度檢測(cè)二極管的正向電壓。

4.如權(quán)利要求3所述的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng),其特征在于,

所述低壓側(cè)電路具有第二溫度檢測(cè)二極管,所述第二溫度檢測(cè)二極管與所述低壓側(cè)開關(guān)形成于相同的半導(dǎo)體芯片,并檢測(cè)所述低壓側(cè)開關(guān)的溫度,所述第二溫度檢測(cè)二極管的負(fù)極與所述基準(zhǔn)電源端子結(jié)合;

所述第二結(jié)合電路具有:

第三電流源,其向所述第二溫度檢測(cè)二極管流出正向的電流;以及

第二差動(dòng)放大電路,其檢測(cè)所述第二溫度檢測(cè)二極管的正極與負(fù)極之間的差動(dòng)電壓,并將該檢測(cè)結(jié)果發(fā)送至所述控制器。

5.如權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng),其特征在于,

所述二極管在所述高壓側(cè)開關(guān)關(guān)斷且所述低壓側(cè)開關(guān)導(dǎo)通的期間,將來自所述控制器的信號(hào)傳輸至所述高壓側(cè)電路。

6.如權(quán)利要求5所述的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng),其特征在于,

所述第一結(jié)合電路具有結(jié)合在所述二極管的負(fù)極與所述負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子之間的下拉開關(guān)。

7.如權(quán)利要求5所述的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng),其特征在于,

所述電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)還具有絕緣元件,所述絕緣元件將所述控制器的輸出信號(hào)的電壓電平轉(zhuǎn)換為所述高壓側(cè)電路的輸入信號(hào)的電壓電平,

所述絕緣元件將從所述控制器發(fā)送出的所述高壓側(cè)開關(guān)的導(dǎo)通/關(guān)斷信號(hào)傳輸至所述高壓側(cè)電路。

8.如權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng),其特征在于,

所述二極管在所述高壓側(cè)開關(guān)關(guān)斷且所述低壓側(cè)開關(guān)導(dǎo)通的期間,將來自所述高壓側(cè)電路的信號(hào)傳輸至所述控制器。

9.如權(quán)利要求8所述的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng),其特征在于,

所述第一結(jié)合電路具有電流源,所述電流源供給比所述第一電源電壓低的第二電源電壓,向所述二極管流出正向的電流。

10.一種功率模塊,具有:

第一電源端子,其以基準(zhǔn)電源電壓為基準(zhǔn)被供給有第一電源電壓;

基準(zhǔn)電源端子,其被供給有所述基準(zhǔn)電源電壓;

負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子;

高壓側(cè)電路及低壓側(cè)電路;

第一端子,其在與所述高壓側(cè)電路之間發(fā)送或者接收信號(hào);

第二端子,其在與所述低壓側(cè)電路之間發(fā)送或者接收信號(hào);

第一結(jié)合電路,其包含所述第一端子與所述高壓側(cè)電路之間的布線;以及

第二結(jié)合電路,其包含所述第二端子與所述低壓側(cè)電路之間的布線,

所述功率模塊是由一個(gè)封裝構(gòu)成的功率模塊,

所述功率模塊的特征在于,

所述高壓側(cè)電路具有:

高壓側(cè)晶體管,其結(jié)合在所述第一電源端子與所述負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子之間,經(jīng)由所述負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子向負(fù)載供電;以及

高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器,其驅(qū)動(dòng)所述高壓側(cè)晶體管,

所述低壓側(cè)電路具有:

低壓側(cè)晶體管,其結(jié)合在所述基準(zhǔn)電源端子與所述負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子之間,經(jīng)由所述負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子向所述負(fù)載供電;以及

低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器,其驅(qū)動(dòng)所述低壓側(cè)晶體管,

所述第一結(jié)合電路具有二極管,所述二極管的正極與來自所述第一端子的所述布線結(jié)合,所述二極管的負(fù)極與來自所述高壓側(cè)電路的所述布線結(jié)合。

11.如權(quán)利要求10所述的功率模塊,其特征在于,

所述高壓側(cè)晶體管形成于第一半導(dǎo)體芯片,

所述低壓側(cè)晶體管形成于第二半導(dǎo)體芯片,

所述高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器、所述低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器及所述二極管形成于第三半導(dǎo)體芯片。

12.如權(quán)利要求11所述的功率模塊,其特征在于,

在所述第一半導(dǎo)體芯片形成第一溫度檢測(cè)二極管,所述第一溫度檢測(cè)二極管檢測(cè)所述高壓側(cè)晶體管的溫度,所述第一溫度檢測(cè)二極管的負(fù)極與所述負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子結(jié)合;

在所述第三半導(dǎo)體芯片形成有:

第一二極管,其負(fù)極與所述第一溫度檢測(cè)二極管的正極結(jié)合;

第二二極管,其負(fù)極與所述第一溫度檢測(cè)二極管的負(fù)極結(jié)合;

第一電流源,其經(jīng)由所述第一二極管向所述第一溫度檢測(cè)二極管流出正向的電流;

第二電流源,其向所述第二二極管流出正向的電流;以及

第一差動(dòng)放大電路,其檢測(cè)所述第一二極管的正極與所述第二二極管的正極之間的差動(dòng)電壓,并將該檢測(cè)結(jié)果發(fā)送至所述第一端子。

13.如權(quán)利要求12所述的功率模塊,其特征在于,

在所述第二半導(dǎo)體芯片形成第二溫度檢測(cè)二極管,所述第二溫度檢測(cè)二極管檢測(cè)所述低壓側(cè)晶體管的溫度,所述第二溫度檢測(cè)二極管的負(fù)極與所述基準(zhǔn)電源端子結(jié)合,

在所述第三半導(dǎo)體芯片形成有:

第三電流源,其向所述第二溫度檢測(cè)二極管流出正向的電流;以及

第二差動(dòng)放大電路,其檢測(cè)所述第二溫度檢測(cè)二極管的正極與負(fù)極之間的差動(dòng)電壓,并將該檢測(cè)結(jié)果發(fā)送至所述第二端子。

14.如權(quán)利要求11所述的功率模塊,其特征在于,

所述二極管在所述高壓側(cè)晶體管截止且所述低壓側(cè)晶體管導(dǎo)通的期間,將由所述第一端子接收到的信號(hào)傳輸至所述高壓側(cè)電路。

15.如權(quán)利要求14所述的功率模塊,其特征在于,

在所述第三半導(dǎo)體芯片形成有下拉晶體管,所述下拉晶體管結(jié)合在所述二極管的負(fù)極與所述負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子之間。

16.一種半導(dǎo)體器件,其由一個(gè)半導(dǎo)體芯片構(gòu)成,所述半導(dǎo)體器件的特征在于,具有:

負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子,其與浮動(dòng)電壓結(jié)合;

基準(zhǔn)電源端子,其被供給有基準(zhǔn)電源電壓;

第一溫度檢測(cè)端子,其與設(shè)于所述半導(dǎo)體器件的外部的第一溫度檢測(cè)二極管結(jié)合;

終止區(qū)域,其具有環(huán)狀的形狀;

第一區(qū)域,其設(shè)于所述終止區(qū)域的內(nèi)側(cè),并形成有以所述浮動(dòng)電壓為基準(zhǔn)而在第一電源電壓下工作的電路;

第二區(qū)域,其設(shè)于所述終止區(qū)域的外側(cè),并形成有以所述基準(zhǔn)電源電壓為基準(zhǔn)而在第二電源電壓下工作的電路;

高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器,其形成于所述第一區(qū)域,并驅(qū)動(dòng)設(shè)于所述半導(dǎo)體器件的外部的高壓側(cè)晶體管;

低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器,其形成于所述第二區(qū)域,并驅(qū)動(dòng)設(shè)于所述半導(dǎo)體器件的外部的低壓側(cè)晶體管;

第一二極管,其形成于所述終止區(qū)域,其負(fù)極與所述第一溫度檢測(cè)端子結(jié)合;以及

第一電流源,其形成于所述第二區(qū)域,并與所述第一二極管的正極結(jié)合。

17.如權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體器件,其特征在于,還具有:

第二二極管,其形成于所述終止區(qū)域,其負(fù)極與所述負(fù)載驅(qū)動(dòng)端子結(jié)合;

第二電流源,其形成于所述第二區(qū)域,與所述第二二極管的正極結(jié)合;以及

第一差動(dòng)放大電路,其形成于所述第二區(qū)域,檢測(cè)所述第一二極管的正極與所述第二二極管的正極之間的差動(dòng)電壓。

18.如權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體器件,其特征在于,還具有:

第二溫度檢測(cè)端子,其與設(shè)于所述半導(dǎo)體器件的外部的第二溫度檢測(cè)二極管結(jié)合;

第二電流源,其形成于所述第二區(qū)域,與所述第二溫度檢測(cè)端子結(jié)合;以及

第二差動(dòng)放大電路,檢測(cè)所述第二溫度檢測(cè)端子與所述基準(zhǔn)電源端子之間的差動(dòng)電壓。

19.如權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體器件,其特征在于,

還具有電平轉(zhuǎn)換電路,所述電平轉(zhuǎn)換電路包括形成于所述終止區(qū)域的晶體管,并將以所述基準(zhǔn)電源電壓為基準(zhǔn)的信號(hào)轉(zhuǎn)換為以所述浮動(dòng)電壓為基準(zhǔn)的信號(hào)并將轉(zhuǎn)換后的信號(hào)輸出至所述高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器。

20.如權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體器件,其特征在于,

所述第一二極管由晶體管的寄生二極管構(gòu)成。

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