基于内嵌式压力敏感元件调理电路的制作方法

1.本实用新型属于集成电路技术领域，涉及一种基于内嵌式压力敏感元件调理电路。


背景技术：

2.随着物联网及现代工业的不断发展，标准信号输出的压力敏感元件越来越受到市场的青睐，传统扩散硅压力敏感元件的标准信号输出调理电路存在着一些不足之处，如体积大、集成度低、功耗高、可选输出类型单一，防护等级低等，很难适用于对压力敏感元件安装尺寸要求严格、防护等级要求较高、使用及维护成本有限等一些场景。因此亟需一种提高压力敏感元件可靠性的调理电路。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种基于内嵌式压力敏感元件调理电路，能够压力测量芯片和调理芯片完全处于同一种环境下，有利于敏感元件可靠性、稳定性、精度的提高。
4.为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
5.基于内嵌式压力敏感元件调理电路，其特征在于，包括：压力测量芯片，调理芯片，供电电源；
6.压力测量芯片电连接调理芯片；调理芯片电连接供电电源；压力测量芯片用于将压力信号转换为电压信号，并输入至调理芯片；调理芯片用于向压力测量芯片供电，放大所接收的电压信号；供电电源向调理芯片供电。
7.本实用新型的进一步改进在于：
8.压力测量芯片电连接调理芯片，具体为：压力测量芯片分别连接调理芯片的inp引脚、inn引脚、vssb引脚、text引脚和vddb引脚；压力测量芯片通过调理芯片inp引脚、inn引脚向调理芯片输出电压输号；调理芯片通过vssb引脚和text引脚向压力测试芯片提供恒定电流；调理芯片通过vssb引脚和vddb引脚向压力测试芯片提供恒定电压。
9.还包括电阻r1，电阻r1设置在调理芯片的text引脚。
10.调理芯片还包括：电容c1、容c2、电容c3和电容c4；
11.电容c1一端分别接地和调理芯片的vss引脚，另一端分别接vdd和调理芯片的vdd引脚；电容c2一端接地，另一端分别接电容c3的一端和调理芯片的inp引脚相连接；电容c3的另一端连接分别连接电容c4的一端和调理芯片的inn引脚；电容c4的另一端接地。
12.还包括电阻r3和电阻r4，电阻r3的一端接调理芯片的sda引脚，电阻r4的一端接调理芯片的sclk引脚；电阻r3和电阻r4的另一端同时接地。
13.电阻r3和电阻r4均为4.7千欧。
14.调理芯片外接p1、p2、p3、p4、p5和p6接口，p1、p2、p3、p4、p5和p6接口为输出接口。
15.p1接调理芯片的vdd引脚；p2接调理芯片的vss引脚；p4接调理芯片的aout引脚；p4
接调理芯片的ss引脚；p5接调理芯片的sda引脚，p6接调理芯片的sclk引脚。
16.调理芯片为zssc3240芯片，zssc3240芯片支持标准协议iic输出、spi协议输出、比例电压或绝对电压输出。
17.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
18.本实用新型通过压力测量芯片将压力信号转换为电压信号输入至调理芯片，调理芯片向压力测量芯片供电并放大所接收的电压信号，同时供电电源向调理芯片供电；本调理电路结构简单，功耗低，实用性高。
19.进一步的，调理芯片集成度高，功能强大，能够实现多种信号的输出。
附图说明
20.为了更清楚的说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
21.图1为本实用新型的基于内嵌式压力敏感元件调理电路拓扑图；
22.图2为本实用新型的基于内嵌式压力敏感元件调理电路的原理图；其中，(a)为压力测量芯片；(b)为调理芯片；(c)为p1、p2、p3、p4、p5和p6接口；
23.图3为本实用新型的装配示意图。
24.其中，1-压力测量芯片；2-调理芯片；3-供电电源；11-绝缘衬板，12-陶瓷电路板，15-压力敏感元件可伐管脚，16-一体化陶瓷基座。
具体实施方式
25.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
26.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。
27.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
28.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
29.此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水
平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
30.在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
32.参见图1，本实用新型公布了一种基于内嵌式压力敏感元件调理电路，包括：压力测量芯片1，调理芯片2，供电电源3；
33.压力测量芯片1电连接调理芯片2；调理芯片2电连接供电电源3；压力测量芯片1用于将压力信号转换为电压信号，并输入至调理芯片2；调理芯片2用于向压力测量芯片1供电，放大所接收的电压信号；供电电源3向调理芯片2供电。
34.压力测量芯片1电连接调理芯片2，具体为：压力测量芯片1分别连接调理芯片2的inp引脚、inn引脚、vssb引脚、text引脚和vddb引脚；压力测量芯片1通过调理芯片2inp引脚、inn引脚向调理芯片2输出电压输号；调理芯片2通过vssb引脚和text引脚向压力测试芯片1提供恒定电流；调理芯片2通过vssb引脚和vddb引脚向压力测试芯片1提供恒定电压。
35.还包括电阻r1，电阻r1设置在调理芯片2的text引脚。
36.调理芯片2还包括：电容c1、容c2、电容c3和电容c4；
37.电容c1一端分别接地和调理芯片2的vss引脚，另一端分别接vdd和调理芯片2的vdd引脚；电容c2一端接地，另一端分别接电容c3的一端和调理芯片的inp引脚相连接；电容c3的另一端连接分别连接电容c4的一端和调理芯片2的inn引脚；电容c4的另一端接地。
38.还包括电阻r3和电阻r4，电阻r3的一端接调理芯片2的sda引脚，电阻r4的一端接调理芯片2的sclk引脚；电阻r3和电阻r4的另一端同时接地。电阻r3和电阻r4均为4.7千欧。
39.调理芯片2外接p1、p2、p3、p4、p5和p6接口，p1、p2、p3、p4、p5和p6接口为输出接口。
40.p1接调理芯片2的vdd引脚；p2接调理芯片2的vss引脚；p4接调理芯片2的aout引脚；p4接调理芯片2的ss引脚；p5接调理芯片2的sda引脚，p6接调理芯片2的sclk引脚。调理芯片2为zssc3240芯片。
41.供电电源3向调理芯片2提供2.7～5.5v的直流电压。
42.根据选用压力测量芯片1的特点，使用zssc3240芯片内部集成的恒压源或可编程恒流源为压力测量芯片1供电，将压力测量芯片1转换的微弱毫伏电压信号接入zscc3240芯片内部集成的可编程放大器输入引脚，通过zssc3240芯片完成对压力敏感元件的补偿与调校，并根据实际需求选择合适的标准信号输出方式，其中zssc3240芯片选用裸片封装，外围电阻电容器件选用0201小体积封装，从而可实现在不改变一体化陶瓷基座16的基础上，支持标准协议iic输出、spi协议输出、比例电压或绝对电压输出。
43.外围电阻电容器件为电容c1、容c2、电容c3和电容c4、电阻r1、电阻r3和电阻r4
44.参见图2，s1为压力测量芯片，u1为zssc3240芯片裸片，p1～p6为输出接口，r1电阻为适配更多种输入和供电方式的可选短接电阻，c2、c4电容滤除混合在压力信号当中的杂乱噪声，c3电容为平衡c2与c4电容的容值误差，通过高集成化的zssc3240芯片对压力测量
芯片1测量的微弱压力信号进行放大、模数转换、温度补偿、灵敏度与非线性修正、标准数字信号输出或数模转换后进行绝对/比例形式的电压输出。
45.本实用新型采用高集成度的zssc3240芯片裸片粘接在陶瓷电路板12的正面上，陶瓷电路板12采用双面走线，外围电阻电容器件选用0201封装，将所有外围器件与zssc3240芯片裸片布局在陶瓷电路板12的同一面上，将压力测量芯片1、绝缘衬板11与陶瓷电路板12粘接在敏感元件的一体化陶瓷基座16上，陶瓷电路板12中间有一个3.2*3.7mm的开槽，压力测量芯片2可从开槽伸出，通过金丝键合实现压力测量芯片1、陶瓷电路板12、zssc3240芯片、压力敏感元件可伐管脚15之间的电气连接，再依照扩散硅充油芯体的生产工艺对本实用新型敏感元件完成膜片焊接、充油等封装工作。
46.本实用新型的压力敏感元件的所有信号调理电路与压力测量芯片1一并封装在一体化陶瓷基座16的充油腔内，敏感元件外部无任何电路，使标准信号输出的压力敏感元件的体积、集成度、防护等级都有了很大的提高，具有多种输出形式的zssc3240芯片的选用，使得压力敏感元件的输出信号丰富多样。
47.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。