半导体电路的制作方法

1.本实用新型涉及半导体电路技术领域，具体涉及一种半导体电路。


背景技术：

2.半导体电路是一种将电力电子和集成电路技术结合的功率驱动类产品，集成了智能控制ic和用于功率输出的绝缘栅双极型晶体管、mosfet、frd 等大功率器件及一些阻容元件，这些元器件通过锡基焊料焊接在铝基板上。
3.在应用半导体电路的变频空调、变频器等变频电器产品中，其pcb板上通常会增加设置与半导体电路电连接的温度检测电路和控制电路，通过控制电路根据温度检测模块反馈的半导体电路的温度来调控半导体电路的工作。但是，现有仅根据检测温度调控半导体电路工作的方式较为单一，并不能人为调控半导体电路工作。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的在于提供一种半导体电路，以解决背景技术中提出的技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提出的半导体电路包括基板以及设置在所述基板上的驱动模块、逆变模块和温度检测模块，所述驱动模块分别与所述逆变模块和温度检测模块电连接，所述驱动模块上具有与外部mcu电连接的电平输入端口，所述驱动模块通过所述电平输入端口输入的电平信号控制温度保护功能的启停，所述驱动模块根据所述温度检测模块反馈的温度信号控制温度保护功能的启停。
6.优选地，所述驱动模块具有vdd针脚、rcin针脚、com针脚、itrip 针脚、pfctrip针脚、vss针脚、th针脚、tf针脚、lo1针脚、lo2针脚、 lo3针脚、pfcout针脚、ho1针脚、vs1针脚、ho2针脚、vs2针脚、ho3 针脚和vs3针脚，所述vdd针脚、vss针脚和th针脚均与所述温度检测模块电连接，所述tf针脚为所述电平输入端口，所述lo1针脚、lo2针脚、 lo3针脚、vb1针脚、ho1针脚、vs1针脚、vb2针脚、ho2针脚、vs2 针脚、vb3针脚、ho3针脚和vs3针脚均与所述逆变模块电连接，所述com 针脚与所述vss针脚电连接。
7.优选地，所述温度检测模块包括第一电容、第一电阻、第二电阻和热敏电阻，所述vdd针脚分别与所述第一电容、第一电阻和第二电阻电连接，所述第一电容还与所述vss针脚电连接，所述第一电阻还与th针脚电连接以及通过所述热敏电阻与所述vss针脚电连接，所述第二电阻还与rcin针脚电连接。
8.优选地，所述温度检测模块还包括第二电容、第三电容和第四电容，所述rcin针脚还通过所述第二电容与所述vss针脚电连接，所述itrip针脚通过所述第三电容与所述vss针脚电连接，所述pfctrip针脚通过所述第四电容与所述vss针脚电连接。
9.优选地，所述半导体电路还包括与所述pfcout针脚电连接的pfc模块。
10.优选地，所述pfc模块包括绝缘栅双极型晶体管和二极管，所述绝缘栅双极型晶体管的g端与所述pfcout针脚电连接，所述绝缘栅双极型晶体管的c端与所述二极管的阴极电
连接。
11.优选地，所述驱动模块内部集成有电源单元、电源欠压保护单元、高侧驱动单元、报错/使能单元、过流保护单元、pfc过流保护单元、互锁与死区单元、低侧驱动单元、逻辑单元、pfc驱动单元和温度控制单元。
12.优选地，所述驱动模块还具有hin1针脚、hin2针脚、hin3针脚、lin1 针脚、lin2针脚、lin3针脚、pfcin针脚、flt针脚、vb1针脚、vb2针脚和vb3针脚，所述电源单元分别与所述vdd针脚、vss针脚、电源欠压保护单元以及高侧驱动单元电连接，所述高侧驱动单元分别与所述vb1针脚、 vs1针脚、vb2针脚、vs2针脚、vb3针脚、vs3针脚、hin1针脚、hin2 针脚、hin3针脚、ho1针脚、ho2针脚、ho3针脚电连接，所述报错/使能单元分别与所述flt针脚和高侧驱动单元电连接，所述过流保护单元分别与所述itrip针脚和高侧驱动单元电连接，所述pfc过流保护单元分别与所述 pfctrip针脚和高侧驱动单元电连接，所述互锁与死区单元分别与所述高侧驱动单元和低侧驱动单元，所述低侧驱动单元分别与所述lo1针脚、lo2针脚、lo3针脚和高侧驱动单元电连接，所述逻辑单元分别与所述pfcin针脚、高侧驱动单元和pfc驱动单元电连接，所述pfc驱动单元还与所述pfcout 电连接，所述温度控制单元分别与所述th针脚、tf针脚和高侧驱动单元电连接。
13.优选地，所述驱动模块内部还集成有第五电容，所述过流保护单元通过所述第五电容与所述电源单元电连接。
14.优选地，所述驱动模块内部还集成有第六电容，所述pfc过流保护单元通过所述第六电容与所述电源单元电连接。
15.本实用新型实施例提供的半导体电路，通过在驱动模块上设置电平输入端口，从而便于利用外部mcu发出的高低电平控制温度保护功能的启停，从而有利于人为控制保护功能的启停，也有利于在温度保护功能出现误触发后进行人工关闭。
附图说明
16.图1为本实用新型中半导体电路一实施例的电路图；
17.图2为图1中所示驱动模块和温度检测模块的电路图；
18.图3为图1中所示pfc模块的电路图；
19.图4为图2中所示驱动模块的模块图。
20.附图标号说明
[0021][0022][0023]
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0024]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0025]
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0026]
还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。
[0027]
另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0028]
本实用新型提到的半导体电路，是一种将功率开关器件和高压驱动电路等集成在一起，并在外表进行密封封装的一种电路模块，在电力电子领域应用广泛，如驱动电机的变频器、各种逆变电压、变频调速、冶金机械、电力牵引、变频家电等领域应用。这里的半导体电路还有多种其他的名称，如模块化智能功率系统(modμlar intelligent power system，mips)、智能功率模块 (intelligentpower modμle，ipm)，或者称为混合集成电路、功率半导体模块、功率模块等名称。在本实用新型的以下实施例中，统一称为模块化智能功率系统(mips)。
[0029]
本实用新型提出一种模块化智能功率系统，如图1和图2所示，该模块化智能功率系统包括基板和设置在基板上的驱动模块10、逆变模块20和温度检测模块30，驱动模块10分别与逆变模块20和温度检测模块30，驱动模块 10上具有用于输入高低电平的电平输入端口，驱动模块10上具有与外部mcu 电连接的电平输入端口，驱动模块10通过所述电平输入端口输入的电平信号控制温度保护功能的启停，驱动模块10根据温度检测模块30反馈的温度信号控制温度保护功能的启停。
[0030]
其中，基板采用现有结构即可，如在铝板的一侧面依次设置的绝缘层、布线层和绿油层等以构成基板，设置在基板上的电子元件通过布线层或跳线与另外的电子元件或引脚电连接，温度检测模块30可参照现有形式进行布置，以实现根据检测的温度输出高低电平，从而便于驱动模块10根据高低电平控制温度保护功能的启停，具体的，可以是通过测温电阻的特性检测温度，而第一驱动频率调节和第二频率调节均是控制温度保护功能的启停。本方案的主要区别点在于驱动模块10上具有可与外部mcu电连接的电平输入端口，从而便于根据mcu输出的高低电平来控制温度保护功能的启停，即可通过人为的方式通知温度保护功能的启停，以有利于在温度保护功能出现误触发后进行人工关闭。
[0031]
在一较佳实施例中，如图1和2所示，优选驱动模块10具有vdd针脚、 rcin针脚、com针脚、itrip针脚、pfctrip针脚、vss针脚、th针脚、 tf针脚、lo1针脚、lo2针脚、lo3针脚、pfcout针脚、ho1针脚、vs1 针脚、ho2针脚、vs2针脚、ho3针脚和vs3针脚，vdd针脚、vss针脚和th针脚均与温度检测模块30电连接，tf针脚为电平输入端口，lo1针脚、 lo2针脚、lo3针脚、vb1针脚、ho1针脚、vs1针脚、vb2针脚、ho2 针脚、vs2针脚、vb3针脚、ho3针脚和vs3针脚均与逆变模块20电连接， com针脚与vss针脚电连接。其中，有hin1针脚、hin2针脚、hin3针脚、lin1针脚、lin2针脚和lin3针脚作为pwm波的输入端口，pfcin针脚是 pfc电路的驱动信号输入管脚，flt针脚是输出故障信号管脚，pfctrip针脚是pfc电路保护信号输入管脚，irtip针脚是逆变模块20过流保护信号输入管脚，rcin针脚是时间常数输入管脚，com针脚和vss针脚是接地管脚， th针脚是温度检测信号输入管脚。
[0032]
在一较佳实施例中，如图2所示，优选温度检测模块30包括第一电容 cl、第一电阻r1、第二电阻r2和热敏电阻ntc，vdd针脚分别与第一电容c1、第一电阻r1和第二电阻r2电连接，第一电容c1还与vss针脚电连接，第一电阻r1还与th针脚电连接以及通过热敏电阻ntc与vss针脚电连接，第二电阻r2还与rcin针脚电连接。其中，第一电容c1是滤波电容，第一电阻r1为上拉电阻，第二电阻r2为常数电阻，以用于控制故障输出的保持时间。本实施例中，当tf针脚为低电平时，模块化智能功率系统不具有温度保护功能，当tf针脚接收到外部高电平信号后，模块化智能功率系统具有温度保护功能，内部的温度检测起作用，tf针脚收到热敏电阻ntc与第一电阻r1的分压信号后，驱动模块10内部微处理器跟据接到电压信号计算出模块化智能功率系统模块的温度，当温度在-25℃-110℃，模块化智能功率系统模块处于正常温度中，可以正常运行。温度在110℃以上，模块化智能功率系统模块处于高温状态，这时驱动模块10内部微处理器会发出信号保护模块化智能功率系统，出入高温保护功能。温度在-40℃
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25℃，模块化智能功率系统模块处于低温过度状态，开始时驱动模块10内部微处理器会让模块化智能功率系统在小功率低频段工作，让模块化智能功率系统有一个慢慢升温的过程，免受快速的冷热冲击而损坏。等模块化智能功率系统的温度高于
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25℃后，模块化智能功率系统恢复正常工作。温度在-40℃以下，模块化智能功率系统模块处于低温
状态，这时驱动模块10内部微处理器会发出信号保护模块化智能功率系统，进入低温保护功能。此时，tf针脚的输入电平可以由外部muc来控制，也可以通用电阻采用上拉或下拉来实现。
[0033]
在一较佳实施例中，如2所示，温度检测模块30还包括第二电容c2、第三电容c3和第四电容c4，rcin针脚还通过第二电容c2与vss针脚电连接，itrip针脚通过第三电容c3与vss针脚电连接，pfctrip针脚通过第四电容c4与vss针脚电连接。其中，第二电容c2、第三电容c3和第四电容c4均是滤波电容。
[0034]
在一较佳实施例中，如图1和3所示，优选模块化智能功率系统还包括与pfcout针脚电连接的pfc模块40。其中，pfc模块40包括绝缘栅双极型晶体管igbt1和二极管d1，绝缘栅双极型晶体管igbt1的g端与pfcout 针脚电连接，绝缘栅双极型晶体管igbt1的c端与二极管d1的阴极电连接。此时，绝缘栅双极型晶体管igbt1的c端还直接引出以作为pfc的输出端口，二极管d1的阳极引出以作为vcc端口，绝缘栅双极型晶体管igbt1的c端也直接引出以作为vcc端口。
[0035]
在一较佳实施例中，如图4所示，优选驱动模块10内部集成有电源单元 11a、电源欠压保护单元11b、高侧驱动单元11c、报错/使能单元11d、过流保护单元11e、pfc过流保护单元11f、互锁与死区单元11g、低侧驱动单元11h、逻辑单元11i、pfc驱动单元11j和温度控制单元11k。同时，驱动模块10还具有hin1针脚、hin2针脚、hin3针脚、lin1针脚、lin2针脚、lin3针脚、pfcin针脚、flt针脚、vb1针脚、vb2针脚和vb3针脚。其中，电源单元11a分别与vdd针脚、vss针脚、电源欠压保护单元11b以及高侧驱动单元11c电连接，高侧驱动单元11c分别与vb1针脚、vs1针脚、vb2针脚、 vs2针脚、vb3针脚、vs3针脚、hin1针脚、hin2针脚、hin3针脚、ho1 针脚、ho2针脚、ho3针脚电连接，报错/使能单元11d分别与flt针脚和高侧驱动单元11c电连接，过流保护单元11e分别与itrip针脚和高侧驱动单元 11c电连接，pfc过流保护单元11f分别与pfctrip针脚和高侧驱动单元11c 电连接，互锁与死区单元11g分别与高侧驱动单元11c和低侧驱动单元11h，低侧驱动单元11h分别与lo1针脚、lo2针脚、lo3针脚和高侧驱动单元11c 电连接，逻辑单元11i分别与pfcin针脚、高侧驱动单元11c和pfc驱动单元11j电连接，pfc驱动单元11j还与pfcout电连接，温度控制单元11k 分别与th针脚、tf针脚和高侧驱动单元11c电连接。本实施例中，高侧驱动单元11c内部包含高侧欠压保护电路和自举电路，实现高侧驱动单元11c 的欠压保护功能和自举供电功能；高侧驱动单元11c与低侧驱动单元11h之间连接互锁和死区单元以实现互锁和死区功能；电源单元11a包括5v ldo电路和1.2v bandgap电路，给驱动模块10内部所有单元以及外部电路供给 5v电压，给驱动模块10以及外部电路提供稳定的1.2v电压基准；电源单元 11a与电源欠压保护单元11b连接，实现电源欠压保护功能；报错/使能单元 11d，实现报错和使能功能，当驱动模块10内部出现欠压、过流、过压、过温等情况时，对外输出报错信号；过流保护单元11e实现过流保护功能；温度控制动单元实现判断管脚高低电平，切换是否带温度保护功能，管脚为高电平时，带有温度保护功能，管脚为低电平时，不带有温度保护功能，温度保护功能包括高温保护功能和低温保护功能。
[0036]
在一较佳实施例中，如图4所示，优选驱动模块10内部还集成有第五电容c5，过流保护单元11e通过第五电容c5与电源单元11a电连接；驱动模块 10内部还集成有第六电容，pfc过流保护单元11f通过第六电容c6与电源单元11a电连接。其中，第五电容c5和第六电容
c6均为滤波电容。
[0037]
以上的仅为本实用新型的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本实用新型保护的范围，凡是在与本实用新型一个整体的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型保护的范围内。