专利名称：实现线性稳压和功率驱动功能的集成电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及集成电路设计领域，特别涉及功率驱动集成电路设计技术领域，具体是指一种实现线性稳压和功率驱动功能的集成电路。
背景技术：
现有技术中，对于某些由MCU电路组成的控制系统，请参阅图1所示，一般由以下几部分组成=MCU模块、电源模块、功率驱动模块。电源模块的核心器件是线性稳压电源电路，其作用是将220V交流电转换成直流电压，提供给MCU模块和功率驱动模块，作为其电源电压。MCU模块的核心器件是MCU电路，其作用是按照预先设定在MCU内部存储器内的程序，产生控制信号，控制功率驱动模块的工作。功率驱动模块由驱动电路和负载组成，驱动电路输入端受MCU模块的输出信号控制,驱动电路输出端根据驱动电路输入端信号产生输出信号，控制负载工作。在该系统中，MCU模块的核心器件是MCU电路，电源模块的核心器件是线性稳压集成电路，功率驱动模块的核心器件是驱动电路。整个系统中一般有三款电路。在系统安装过程中，3个模块的焊接、调试会占用大量时间，并且由于三块电路的尺寸限制，系统体积不可能做的非常小。很显然，如果能够将三款电路的功能集成到一款集成电路封装内，整个系统则仅需要一块集成电路。这样就可以有效的减少系统安装调试的时间，降低整个系统的成本，减小系统的体积。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够有效的减少系统安装调试的时间、降低整个系统的成本、减小系统的体积、结构简单实用、工作性能稳定可靠、适用范围较为广泛的实现线性稳压和功率驱动功能的集成电路。为了实现上述的目的，本发明的实现线性稳压和功率驱动功能的集成电路具有如下构成:该实现线性稳压和功率驱动功能的集成电路，包括线性稳压电路模块和与该线性稳压电路模块相连接的功率驱动电路模块，其主要特点是，所述的线性稳压电路模块包括:启动电路单元，在电路接通电源后启动电路内部的偏置电流，并提供给电路其它部分工作；基准电路单元，与所述的启动电路单元相连接，产生基准电压并输出；误差放大电路单元，与所述的基准电路单元相连接，且该误差放大电路单元的正输入端接收所述的基准电压，将该基准电压和负输入端的反馈电压相比较得到误差信号，并进行放大后输出；反馈、输出和过热保护电路单元，与所述的误差放大电路单元相连接，将误差信号按照预设的比例反馈到所述的误差放大电路单元的负输入端；过流保护电路单元，与所述的误差放大电路单元的输出端相连接。该实现线性稳压和功率驱动功能的集成电路中的启动电路单元包括稳压二极管D1、第一三极管Q1、第四三极管Q4管，第一电阻Rl和所述的稳压二极管Dl依次串接于电源和地之间，所述的第一三极管Ql的基极接于所述的第一电阻Rl和所述的稳压二极管Dl之间，该第一三极管Ql的集电极与电源相连接，且该第一三极管Ql的发射极依次通过串接的第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4接地，所述的第四三极管Q4的基极接于所述的第二电阻R2和第三电阻R3之间，所述的第四三极管Q4的集电极与电源相连接，且该第四三极管Q4的发射极通过所述的基准电路单元接地。该实现线性稳压和功率驱动功能的集成电路中的基准电路单元包括第五三极管Q5、第七三极管Q7、第八三极管Q8、第九三极管Q9、第十三极管QlO和第十一三极管Q11，所述的第五三极管Q5和第七三极管Q7的集电极均与电源相连接，所述的第七三极管Q7的基极与所述的反馈、输出和过热保护电路单元相连接，该第七三极管Q7的发射极依次通过串接的第九电阻R9、第十电阻RlO和第十一电阻Rll与所述的第八三极管Q8的基极和集电极均相连接，该第八三极管Q8的发射极接地，所述的第五三极管Q5的基极接于所述的第九电阻R9和第十电阻RlO之间，且该第五三极管Q5的发射极接于所述的第十电阻RlO和第十一电阻Rll之间，所述的第九三极管Q9的集电极和第十三极管QlO的集电极均与所述的第十一三极管Qll的基极相连接，且该第八三极管Q8、第九三极管Q9和第十三极管QlO共基极，所述的第九三极管Q9的发射极通过第十四电阻R14接地，所述的第十三极管QlO的发射极通过第十三电阻R13接地，所述的第十一三极管Qll的集电极与所述的误差放大电路单元相连接，且该第十一三极管Qll的发射极接地。该实现线性稳压和功率驱动功能的集成电路中的功率驱动电路模块包括数个相互并联的功率驱动电路单元。该实现线性稳压和功率驱动功能的集成电路中的功率驱动电路单元包括第一达林顿三极管Tl、第二达林顿三极管T2、第一功率驱动电阻Rla、第二功率驱动电阻R2a和第三功率驱动电阻R3a，所述的第一功率驱动电阻Rla、第二功率驱动电阻R2a和第三功率驱动电阻R3a依次串接于功率驱动输入端和地之间，所述的第一达林顿三极管Tl的基极接于所述的第一功率驱动电阻Rla和第二功率驱动电阻R2a之间，所述的第一达林顿三极管Tl的集电极通过保护二极管Dla连接于公共端，且该第一达林顿三极管Tl的发射极接于所述的第二功率驱动电阻R2a和第三功率驱动电阻R3a之间，所述的第二达林顿三极管T2的基极接于所述的第二功率驱动电阻R2a和第三功率驱动电阻R3a之间，该第二达林顿三极管T2的集电极通过保护二极管Dla连接于公共端，且该第一达林顿三极管Tl的集电极和第二达林顿三极管T2的集电极均连接于功率驱动输出端。该实现线性稳压和功率驱动功能的集成电路中的功率驱动电路单元的数量不超过四个。采用了该发明的实现线性稳压和功率驱动功能的集成电路，由于其中通过多芯片组装的方式将该电路和MCU集成到一个封装内，并同时具备了线性稳压功能和功率驱动功能，从而有效减少了系统安装调试的时间，降低了整个系统的成本，减小了系统的体积，结构简单实用，工作性能稳定可靠，适用范围较为广泛。
图1为现有技术中的实现功率驱动功能的集成电路的整体架构示意图。图2为本发明的实现线性稳压和功率驱动功能的集成电路中的线性稳压电路模块的架构示意图。图3为本发明的实现线性稳压和功率驱动功能的集成电路中的功率驱动电路模块的架构示意图。图4为本发明的实现线性稳压和功率驱动功能的集成电路中的线性稳压电路模块的电路原理图。图5为本发明的实现线性稳压和功率驱动功能的集成电路中的功率驱动电路模块中的功率驱动电路单元的电路原理图。
具体实施例方式为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。请参阅图2至图5所示，该实现线性稳压和功率驱动功能的集成电路，包括线性稳压电路模块和与该线性稳压电路模块相连接的功率驱动电路模块，其中，所述的线性稳压电路模块包括:(I)启动电路单元，在电路接通电源后启动电路内部的偏置电流，并提供给电路其它部分工作；该启动电路单元包括稳压二极管D1、第一三极管Q1、第四三极管Q4管，第一电阻Rl和所述的稳压二极管Dl依次串接于电源和地之间，所述的第一三极管Ql的基极接于所述的第一电阻Rl和所述的稳压二极管Dl之间，该第一三极管Ql的集电极与电源相连接，且该第一三极管Ql的发射极依次通过串接的第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4接地，所述的第四三极管Q4的基极接于所述的第二电阻R2和第三电阻R3之间，所述的第四三极管Q4的集电极与电源相连接，且该第四三极管Q4的发射极通过所述的基准电路单元接地。(2)基准电路单元,与所述的启动电路单元相连接,产生基准电压并输出；该基准电路单元包括第五三极管Q5、第七三极管Q7、第八三极管Q8、第九三极管Q9、第十三极管QlO和第十一三极管QlI，所述的第五三极管Q5和第七三极管Q7的集电极均与电源相连接，所述的第七三极管Q7的基极与所述的反馈、输出和过热保护电路单元相连接，该第七三极管Q7的发射极依次通过串接的第九电阻R9、第十电阻RlO和第十一电阻Rll与所述的第八三极管Q8的基极和集电极均相连接，该第八三极管Q8的发射极接地，所述的第五三极管Q5的基极接于所述的第九电阻R9和第十电阻RlO之间，且该第五三极管Q5的发射极接于所述的第十电阻RlO和第十一电阻Rll之间，所述的第九三极管Q9的集电极和第十三极管QlO的集电极均与所述的第十一三极管Qll的基极相连接，且该第八三极管Q8、第九三极管Q9和第十三极管QlO共基极，所述的第九三极管Q9的发射极通过第十四电阻R14接地，所述的第十三极管QlO的发射极通过第十三电阻R13接地，所述的第十一三极管Ql I的集电极与所述的误差放大电路单元相连接，且该第十一三极管Qll的发射极接地。(3)误差放大电路单元，与所述的基准电路单元相连接，且该误差放大电路单元的正输入端接收所述的基准电压，将该基准电压和负输入端的反馈电压相比较得到误差信号，并进行放大后输出；(4)反馈、输出和过热保护电路单元，与所述的误差放大电路单元相连接，将误差信号按照预设的比例反馈到所述的误差放大电路单元的负输入端；(5)过流保护电路单元，与所述的误差放大电路单元的输出端相连接。该实现线性稳压和功率驱动功能的集成电路中的功率驱动电路模块包括数个相互并联的功率驱动电路单元，该功率驱动电路单元包括第一达林顿三极管Tl、第二达林顿三极管T2、第一功率驱动电阻Rla、第二功率驱动电阻R2a和第三功率驱动电阻R3a，所述的第一功率驱动电阻Rla、第二功率驱动电阻R2a和第三功率驱动电阻R3a依次串接于功率驱动输入端和地之间，所述的第一达林顿三极管Tl的基极接于所述的第一功率驱动电阻Rla和第二功率驱动电阻R2a之间，所述的第一达林顿三极管Tl的集电极通过保护二极管Dla连接于公共端，且该第一达林顿三极管Tl的发射极接于所述的第二功率驱动电阻R2a和第三功率驱动电阻R3a之间，所述的第二达林顿三极管T2的基极接于所述的第二功率驱动电阻R2a和第三功率驱动电阻R3a之间，该第二达林顿三极管T2的集电极通过保护二极管Dla连接于公共端，且该第一达林顿三极管Tl的集电极和第二达林顿三极管T2的集电极均连接于功率驱动输出端。同时，该功率驱动电路单元的数量不超过四个。在实际使用当中，请参阅图2所示，其是本发明的电路的功能模块架构图，其中包含线性稳压电路、功率驱动电路，该半导体集成电路的主要特点是具备线性稳压和功率驱动功能，其中:(I)线性稳压部分由启动电路，基准电路、误差放大电路、反馈、输出和过热保护、过流保护几个部分组成。启动电路在电路接通电源后启动电路内部的偏置电流，该电流提供给电路其它部分工作。基准电路产生基准电压，基准电压部分的输出连接误差放大电路的正输入端。反馈部分将输出电压按照固定的比例反馈到误差放大器的负输入端。基准电压和反馈部分提供的反馈电压相比较，产生的误差信号经过误差放大器放大，放大后的误差信号送到输出部分，调节输出电压。输出电压通过不断的反馈、比较、放大、调节的过程，达到稳压的目的。(2)线性稳压部分具备过热保护、过压保护和过流保护功能。(3)功率驱动部分由集电极开路的达林顿管组成。(4)功率驱动部分能提供最多4路的功率驱动。再请参阅图2所示，其中为线性稳压电路原理图。其中，启动电路由稳压管D1、Q1、Q4管和电阻R1、R2、R3组成。当电源接通后，Rl与Dl通路先导通，稳压管产生的稳定电压，使Ql管导通。经Ql管及R2、R3、R4电阻分压可得Q4管的基极电压，Q4管导通，恒流源开始工作，整个电路进入工作状态。正常工作后，Q4管截止，启动电路关断。基准电压部分由Q5、Q7、Q8、Q9、QlO 和 Qll 管和电阻 R9、RIO、Rll、R12、R13、R14
组成，它属于能隙基准电压源电路。由图可得:因Q8、Q9、Q10面积相等，且R13、R14阻值相等，则Iq9 = 1_，Q9和QlO可以看做是一个两倍面积，发射极串联电阻式R13(R14)/2的三极管。电阻Rll和R12两端压差相等，因此，流过这两个电阻的电流与它们的阻值成反比。
权利要求
1.一种实现线性稳压和功率驱动功能的集成电路，包括线性稳压电路模块和与该线性稳压电路模块相连接的功率驱动电路模块，其特征在于，所述的线性稳压电路模块包括: 启动电路单元，在电路接通电源后启动电路内部的偏置电流，并提供给电路其它部分工作； 基准电路单元，与所述的启动电路单元相连接，产生基准电压并输出； 误差放大电路单元，与所述的基准电路单元相连接，且该误差放大电路单元的正输入端接收所述的基准电压，将该基准电压和负输入端的反馈电压相比较得到误差信号，并进行放大后输出； 反馈、输出和过热保护电路单元，与所述的误差放大电路单元相连接，将误差信号按照预设的比例反馈到所述的误差放大电路单元的负输入端； 过流保护电路单元，与所述的误差放大电路单元的输出端相连接。
2.根据权利要求1所述的实现线性稳压和功率驱动功能的集成电路，其特征在于，所述的启动电路单元包括稳压二极管(Dl)、第一三极管(Ql)、第四三极管(Q4)管，第一电阻(Rl)和所述的稳压二极管(Dl)依次串接于电源和地之间，所述的第一三极管(Ql)的基极接于所述的第一电阻(Rl)和所述的稳压二极管(Dl)之间，该第一三极管(Ql)的集电极与电源相连接，且该第一三极管(Ql)的发射极依次通过串接的第二电阻(R2)、第三电阻(R3)和第四电阻(R4)接地，所述的第四三极管(Q4)的基极接于所述的第二电阻(R2)和第三电阻(R3)之间，所述的第四三极管(Q4)的集电极与电源相连接，且该第四三极管(Q4)的发射极通过所述的基准电路单元接地。
3.根据权利要求1所述的实现线性稳压和功率驱动功能的集成电路，其特征在于，所述的基准电路单元包括第五三极管(Q5)、第七三极管(Q7)、第八三极管(Q8)、第九三极管(Q9)、第十三极管(QlO)和第十一三极管(Qll)，所述的第五三极管(Q5)和第七三极管(Q7)的集电极均与电源相连接，所述的第七三极管(Q7)的基极与所述的反馈、输出和过热保护电路单元相连接，该第七三极管(Q7)的发射极依次通过串接的第九电阻(R9)、第十电阻(RlO)和第十一电阻(Rll)与所述的第八三极管(Q8)的基极和集电极均相连接，该第八三极管(Q8)的发射极接地，所述的第五三极管(Q5)的基极接于所述的第九电阻(R9)和第十电阻(RlO)之间，且该第五三极管(Q5)的发射极接于所述的第十电阻(RlO)和第十一电阻(Rll)之间，所述的第九三极管(Q9)的集电极和第十三极管(QlO)的集电极均与所述的第十一三极管(Qll)的基极相连接，且该第八三极管(Q8)、第九三极管(Q9)和第十三极管(QlO)共基极，所述的第九三极管(Q9)的发射极通过第十四电阻(R14)接地，所述的第十三极管(QlO)的发射极通过第十三电阻(R13)接地，所述的第十一三极管(Qll)的集电极与所述的误差放大电路单元相连接，且该第十一三极管(Qll)的发射极接地。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的实现线性稳压和功率驱动功能的集成电路，其特征在于，所述的功率驱动电路模块包括数个相互并联的功率驱动电路单元。
5.根据权利要求4所述的实现线性稳压和功率驱动功能的集成电路，其特征在于，所述的功率驱动电路单元包括第一达林顿三极管(Tl)、第二达林顿三极管(T2)、第一功率驱动电阻(Rla)、第二功率驱动电阻(R2a)和第三功率驱动电阻(R3a)，所述的第一功率驱动电阻(Rla)、第二功率驱动电阻(R2a)和第三功率驱动电阻(R3a)依次串接于功率驱动输入端和地之间，所述的第一达林顿三极管(Tl)的基极接于所述的第一功率驱动电阻(Rla)和第二功率驱动电阻(R2a)之间，所述的第一达林顿三极管(Tl)的集电极通过保护二极管(Dla)连接于公共端，且该第一达林顿三极管(Tl)的发射极接于所述的第二功率驱动电阻(R2a)和第三功率驱动电阻(R3a)之间，所述的第二达林顿三极管(T2)的基极接于所述的第二功率驱动电阻(R2a)和第三功率驱动电阻(R3a)之间，该第二达林顿三极管(T2)的集电极通过保护二极管(Dla)连接于公共端，且该第一达林顿三极管(Tl)的集电极和第二达林顿三极管(T2)的集电极均连接于功率驱动输出端。
6.根据权利要求4所述的实现线性稳压和功率驱动功能的集成电路，其特征在于，所述的功率驱动电路单元的数量不超过四个。
全文摘要
本发明涉及一种实现线性稳压和功率驱动功能的集成电路，包括线性稳压电路模块和与该线性稳压电路模块相连接的功率驱动电路模块，其中线性稳压电路模块包括启动电路单元、基准电路单元、误差放大电路单元、反馈、输出和过热保护电路单元和过流保护电路单元。采用该种结构的实现线性稳压和功率驱动功能的集成电路，由于其中通过多芯片组装的方式将该电路和MCU集成到一个封装内，并同时具备了线性稳压功能和功率驱动功能，从而有效减少了系统安装调试的时间，降低了整个系统的成本，减小了系统的体积，结构简单实用，工作性能稳定可靠，适用范围较为广泛。
文档编号G05F1/56GK103186153SQ20111044518
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月27日 优先权日2011年12月27日
发明者毛旭进, 张骁宇, 唐颖炯, 陈冠峰, 包剑林 申请人:无锡华润矽科微电子有限公司