一种多功能电源转换芯片的制作方法

文档序号:11875319阅读:444来源:国知局
本发明涉及集成电路领域,更具而言,本发明涉及一种多功能电源转换芯片。
背景技术
:微电子技术日新月异,电子设备的构造越来越复杂,同一个电路中也会同时存在很多不同的电压。这样涉及到的芯片数量会越来越多,产品小型化的可能性就越来越小,例如电脑,无论军用或者民用,一般显示器多数是24V供电,但是USB是5V的,以及内部的其它一些3.3V的芯片。因此,需要一种能够提供多电压的芯片。技术实现要素:鉴于此,本发明提供了一种多功能电源转换芯片,用于将输入电压转换为所需要的输出电压,所述多功能电源转换芯片包括多个通道,每个通道包括:NPN三极管,NPN三极管的集电极与电源输入相连;10K电阻,并联在NPN三极管的集电极和基极之间;稳压管,NPN三极管的基极串联稳压管接地;以及限幅二极管,并联在NPN三极管的发射集和集电极之间,限幅二极管的负极连接NPN三极管的集电极,限幅二极管的正极与NPN三极管的发射极连接处为芯片的输出电压引脚。优选地,所述限幅管的负极与10K电阻以及基极连接处为芯片的VR引脚,外接退耦电容。优选地,所述限幅管的负极与10K电阻以及基极连接处为芯片的VR引脚,外接小于芯片基准转换电压的稳压二极管。优选地,所述电源输入的最小输入电压比所述通道的输出电压高1V。优选地,所述输出电压引脚外接退耦电容。优选地,所述芯片采用PJLCC28封装,28位引脚,表面采用金属屏蔽外壳。优选地,所述芯片的内部硅片采用40-30nm分为多个,相对间隔1.87mm。优选地,所述多个通道的数量为九个。本发明的多功能电源转换芯片应用范围非常广泛,具有极低的电源电流噪音,并且电流输出误差等参数比78L05,78M05、7805等芯片高了很多,无论效能还是设计思维等都遥遥领先。本发明的多功能电源转换芯片独特的多通道设计,也使其具有更好的用户自主操作方式。在电流量需求不大或者电压使用种类不繁多的情况下,本发明的多功能电源转换芯片的剩余通道可以作为备用应急电源通道使用,这样就大大增加了可靠性。本发明的多功能电源转换芯片同样也是可以添加外部控制器的,例如使用单片机或者简单的多并联继电器开关将此芯片所需要的硬件编辑作为调节总控从而达到用户所需求的状态。原型机的温度测试表明,其工作温度范围为-55℃~150℃(法国ST公司生产的78L05工作温度范围为:-40℃~150℃),这样的温度性能在极地条件下就增加了更多的可靠性。本发明的多功能电源转换芯片的内部硅片采用40-30nm,分为多片,相对间隔1.87mm,有效防止某一个通道损坏从而干扰其它通道。另一个重要指示就是电流噪音,用于通讯时,与78L05这种类型的芯片相比,本发明的多功能电源转换芯片的电流噪音极低,可以有效降低通讯时产生的电流噪音,其转换频率很高,达到了150Mhz。本发明的多功能电源转换芯片设计为单电源,起初的设计思想就是为航空器设计,航空器因为没有无法接地,因此单电源电路居多,即使要使用双电源也可以通过运放,时基芯片,三极管等转化成双电源,本发明的多功能电源转换芯片因为简化了内部电路所以更易于生产,也有效降低了对于光刻精确度的要求,具有安静、高负载、单体模块化、高稳定性和高可靠性的优点。根据在下文中所描述的附图和实施例,本发明的这些和其它方面将是清楚明白的,并且将参考在下文中所描述的实施例而被阐明。附图说明图1是根据本发明优选实施例的多功能电源转换芯片的内部原理图。图2是使用根据本发明优选实施例的多功能转换芯片的基础单通道24V稳压电源方案的电路原理图。图3是使用根据本发明优选实施例的多功能转换芯片的3.3V稳压输出方案的电路原理图。图4是使用根据本发明优选实施例的多功能转换芯片的三并联混合独立电源电压转换的电路原理图。具体实施方式将参考附图中所说明的优选实施例而在下文中更详细地解释本发明。本发明的多功能自由组合的直流电源转换芯片,其内部由多个独立的运行模块组成,多个通道可以独立使用,也可以根据用户的需求将几个通道并联或者串联使用。用以应对如航空器,航天器,舰船,陆地载具等复杂的操控系统所带来的单/多电压需求电路,以及其它领域的特殊需求。本发明的多功能电源转换芯片分为以下四种类型的芯片:(1)基础转换电压为5V的PRC28M05(2)基础转换电压为15V的PRC28M15(3)基础转换电压为24V的PRC28M24(4)基础转换电压为30V的PRC28M30其中,PRC28M24默认标准转换电力为直流24伏特。设计最大输入电压为直流50伏特,最大可承载输入电流为6安培,单通道最大电流输出为0.8安培。图1是根据本发明优选实施例的多功能电源转换芯片PRC28-M05的内部原理图。PRC28-M05包括九个通道,以单通道为例:电源输入接入NPN管的集电极,10K电阻并联NPN三极管的集电极和基极,基极串联稳压管接地,稳压管决定电源输出的电压。限幅管的负极与10K电阻以及基极连接处为芯片的VR引脚,可以外接退耦电容,或者重新连接一个小于PRC28基准转换电压的稳压二极管,用于更改客户需求的电压。发射极和集电极中间并联限幅二极管。限幅管的正极连接发射极,负极连接集电极。其中,D1-D9是内置光刻高速开关管,参数类似1N4148或者1N914等等。Q1-Q9是内置光刻NPN高增益三极管,其指标为800mA电流承载,0.6-0.7瓦功率,耐压50V,类似BC337、S8050等参数。Z1-Z9是5.6V内置光刻稳压二极管。R1-R9是10K内置光刻电阻。整体设定封装为PJLCC28贴片封装,表面采用金属屏蔽外壳,以利于散热及电噪屏蔽。1、4、7、10、13、16、19、22和25号引脚是电源输入,最小输入电压比该通道输出电压高1V。2、5、8、11、14、17、20、23和26号引脚为VR脚外接10uF~100uF电容正极,电容负极接地,作用为电源退耦,同样可以外接小于24V的整流二极管,作为该通道的电压修正。修正后的该通道电压为修正值减去0.7V。3、6、9、12、15、18、21、24和27号引脚为+5V电源恒流输出,并且可以根据需求添加电源输出退耦电容等。PRC28-M05单通道基本参数如下表所示:项目管脚参数单位输入电压电源输入6~50V输出电压电源输出5V输出误差电源输出0.35%最大承载电流电源输入800mA功耗单通道197.3mW工作温度单通道-55~+150摄氏度PRC28M05的各管脚说明如下表所示:1第一通道电源输入15第五通道电源输出2第一通道电源VR16第六通道电源输入3第一通道电源输出17第六通道电源VR4第二通道电源输入18第六通道电源输出5第二通道电源VR19第七通道电源输入6第二通道电源输输出20第七通道电源VR7第三通道电源输入21第七通道电源输出8第三通道电源VR22第八通道电源输入9第三通道电源输出23第八通道电源VR10第四通道电源输入24第八通道电源输出11第四通道电源VR25第九通道电源输入12第四通道电源输出26第九通道电源VR13第五通道电源输入27第九通道电源输出14第五通道电源VR28电源地针对24V、5V和3.3V这三种常见的电压,本发明的多功能转换芯片可以每三个通道并联,三并联通道可以最大负载2.4安培电流。完全可以满足现代电子产品的供电需求,运用领域广泛且高效、稳定。图2-4示出的三个方案使用了PRC28-24M(基础24V),方案一为24V基础输出范例;方案二为3.3V恒流输出方案,方案三为9.3V、24V、12V三种不同的电压混合独立输出范例。上面结合附图和实施例对本发明做了详细说明。但是,应当理解,本发明的实施例并不限于所公开的特定实施例,并且对该实施例的修改和其它实施例也意图被包含在所附权利要求书的范围内。尽管此处使用了特定术语,但是它们仅在通用和描述性意义上使用,而非为了限制的目的。当前第1页1 2 3 
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