一种内置正温度系数温度传感电路的栅极驱动芯片的制作方法

本技术涉及一种栅极驱动芯片，特别提供一种内置正温度系数温度传感电路的栅极驱动芯片。

背景技术：

1、栅极驱动芯片用于接受cpu或者mcu等外部数字芯片控制信号，提供控制驱动功率器件所需的栅极信号，得到了广泛的应用。栅极驱动芯片作为功率器件的开关引起会功率损耗和导通损耗，将导致芯片发热；另外，栅极驱动芯片和功率器件的运行环境可能包含极高的热量，有可能引起栅极驱动芯片或功率器件的结温超过最大值而导致损坏。通常，应用中会单独使用热敏电阻或热敏二极管监测系统温度，当系统温度达到设定的限值时降低功率，温度超过最大阈值时完全关闭功率器件，以保证系统的安全。

2、传统的栅极驱动方案中，采用热敏电阻或热敏二极管监测系统温度，需要单独配置器件来处理温度传感信号，无形中会提高硬件成本。另外，温度测量精度是关键因素，在不必要情况下，降低功率是不可取的。如果精度很差，则该功率器件可能仍会承受过多热量并随着时间的推移而退化。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种将正温度系数温度传感电路和栅极驱动电路进行单片集成的内置正温度系数温度传感电路的栅极驱动芯片。

2、为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种内置正温度系数温度传感电路的栅极驱动芯片，包括低边电路和高边电路；所述低边电路由高边信号输入端口hin、低边信号的输入端口lin、对应的滤波电路、正温度系数传感电路、死区时间控制电路、脉冲产生电路、低压锁定、延迟电路、输出逻辑、pmos驱动管p2、nmos驱动管n2、输出电阻xr3、xr4，输出端口lo组成；所述高边电路由自举二极管、电平移位电路、低压锁定、输出逻辑、pmos驱动管p1、nmos驱动管n1、输出电阻xr1、xr2和输出端口ho组成；所述高边信号输入端口hin和低边信号的输入端口lin连接对应的滤波电路后连接所述死区时间控制电路；所述死区时间控制电路分别连接所述脉冲产生电路、低边电路中的低压锁定和延迟电路；所述低边电路中的低压锁定连接电压vcc；所述脉冲产生电路连接所述电平移位电路；所述延迟电路连接所述低边电路中的输出逻辑后连接所述pmos驱动管p2的栅极和所述nmos驱动管n2的栅极，所述pmos驱动管p2的漏极接所述输出电阻xr3后连接输出端口lo，源极接电压vcc；所述nmos驱动管n2的漏极接所述输出电阻xr4后连接输出端口lo，源极接电压vss；所述自举二极管一端连接电压vcc，另一端连接电压vb；所述高边电路中的低压锁定一端接电压vb，另一端接高边电路中的输出逻辑；所述电平移位电路连接高边电路中的输出逻辑后连接所述pmos驱动管p1的栅极和所述nmos驱动管n1的栅极，所述pmos驱动管p1的漏极接所述输出电阻xr1后连接输出端口ho，源极接电压vb；所述nmos驱动管n1的漏极接所述输出电阻xr2后连接输出端口ho，源极接电压vs。

3、进一步，所述正温度系数传感电路包括启动电路、正温度系数电压产生电路和电压跟随电路i0；所述启动电路包括p型场效应管mp1、mp2，n型场效应管mn1、mn2和二极管d1；所述正温度系数电压产生电路包括p型场效应管mp3、mp4、mp5，三极管q1、q2和电阻r1、r2；所述p型场效应管mp1、mp2、mp3、mp4和mp5的源极连接电压vdd；所述p型场效应管mp1的栅极和n型场效应管mn1、mn2的源极接地；所述n型场效应管mn1的漏极连接所述p型场效应管mp1的漏极，栅极连接n型场效应管mn2的栅极；所述n型场效应管mn2的栅极和漏极相连，漏极连接p型场效应管mp2的漏极；所述p型场效应管mp2的栅极连接所述p型场效应管mp3的栅极和所述p型场效应管mp4的栅极；所述p型场效应管mp3的漏极连接所述三极管q1的集电极；所述三极管q1的基极连接集电极，发射极接地；所述二极管d1的阳极连接所述p型场效应管mp1的漏极，阴极连接所述p型场效应管mp3的漏极；所述p型场效应管mp4的栅极连接漏极，漏极连接所述三极管q2的集电极；所述三极管q2的基极连接所述三极管q1的基极，发射极串接电阻r1后接地；所述p型场效应管mp5的栅极连接所述p型场效应管mp4的漏极，漏极串接电阻r2后接地；所述电压跟随电路i0的正输入端连接所述p型场效应管mp5的漏极，负输入端连接输出端。

4、进一步，所述电压跟随电路i0的正负输入端均为p型场效应管制作，其输入输出电流近似为零。

5、进一步，所述电阻r1、r2为相同类型电阻，并严格匹配。

6、本实用新型的有益效果有（1）采用了的正温度系数传感技术，采用可单片集成的正温度系数温度传感电路，将正温度系数温度传感电路和栅极驱动电路进行单片集成，增加终端应用监测温度的灵活性，提高温度传感的精度并降低终端应用的成本。（2）与现有的热敏电阻、热电偶、rtds等其他传统温度传感器相比，该正温度系数传感电路具有体积小、复现性好、易操作、能高度集成的优点。（3）整个电路为微功耗设计，消耗的电流在芯片产生的温升可忽略，减小了自身电路对温度传感电路温度测试的影响，提高了温度测试的精度。

技术特征：

1.一种内置正温度系数温度传感电路的栅极驱动芯片，其特征在于：包括低边电路和高边电路；所述低边电路由高边信号输入端口hin、低边信号的输入端口lin、对应的滤波电路、正温度系数传感电路、死区时间控制电路、脉冲产生电路、低压锁定、延迟电路、输出逻辑、pmos驱动管p2、nmos驱动管n2、输出电阻xr3、xr4，输出端口lo组成；所述高边电路由自举二极管、电平移位电路、低压锁定、输出逻辑、pmos驱动管p1、nmos驱动管n1、输出电阻xr1、xr2和输出端口ho组成；所述高边信号输入端口hin和低边信号的输入端口lin连接对应的滤波电路后连接所述死区时间控制电路；所述死区时间控制电路分别连接所述脉冲产生电路、低边电路中的低压锁定和延迟电路；所述低边电路中的低压锁定连接电压vcc；所述脉冲产生电路连接所述电平移位电路；所述延迟电路连接所述低边电路中的输出逻辑后连接所述pmos驱动管p2的栅极和所述nmos驱动管n2的栅极，所述pmos驱动管p2的漏极接所述输出电阻xr3后连接输出端口lo，源极接电压vcc；所述nmos驱动管n2的漏极接所述输出电阻xr4后连接输出端口lo，源极接电压vss；所述自举二极管一端连接电压vcc，另一端连接电压vb；所述高边电路中的低压锁定一端接电压vb，另一端接高边电路中的输出逻辑；所述电平移位电路连接高边电路中的输出逻辑后连接所述pmos驱动管p1的栅极和所述nmos驱动管n1的栅极，所述pmos驱动管p1的漏极接所述输出电阻xr1后连接输出端口ho，源极接电压vb；所述nmos驱动管n1的漏极接所述输出电阻xr2后连接输出端口ho，源极接电压vs。

2.根据权利要求1所述的一种内置正温度系数温度传感电路的栅极驱动芯片，其特征在于：所述正温度系数传感电路包括启动电路、正温度系数电压产生电路和电压跟随电路i0；所述启动电路包括p型场效应管mp1、mp2，n型场效应管mn1、mn2和二极管d1；所述正温度系数电压产生电路包括p型场效应管mp3、mp4、mp5，三极管q1、q2和电阻r1、r2；所述p型场效应管mp1、mp2、mp3、mp4和mp5的源极连接电压vdd；所述p型场效应管mp1的栅极和n型场效应管mn1、mn2的源极接地；所述n型场效应管mn1的漏极连接所述p型场效应管mp1的漏极，栅极连接n型场效应管mn2的栅极；所述n型场效应管mn2的栅极和漏极相连，漏极连接p型场效应管mp2的漏极；所述p型场效应管mp2的栅极连接所述p型场效应管mp3的栅极和所述p型场效应管mp4的栅极；所述p型场效应管mp3的漏极连接所述三极管q1的集电极；所述三极管q1的基极连接集电极，发射极接地；所述二极管d1的阳极连接所述p型场效应管mp1的漏极，阴极连接所述p型场效应管mp3的漏极；所述p型场效应管mp4的栅极连接漏极，漏极连接所述三极管q2的集电极；所述三极管q2的基极连接所述三极管q1的基极，发射极串接电阻r1后接地；所述p型场效应管mp5的栅极连接所述p型场效应管mp4的漏极，漏极串接电阻r2后接地；所述电压跟随电路i0的正输入端连接所述p型场效应管mp5的漏极，负输入端连接输出端。

3.根据权利要求2所述的一种内置正温度系数温度传感电路的栅极驱动芯片，其特征在于：所述电压跟随电路i0的正负输入端均为p型场效应管制作，其输入输出电流近似为零。

4.根据权利要求2所述的一种内置正温度系数温度传感电路的栅极驱动芯片，其特征在于：所述电阻r1、r2为相同类型电阻，并严格匹配。

技术总结
一种内置正温度系数温度传感电路的栅极驱动芯片，包括低边电路和高边电路；所述低边电路由高边信号输入端口HIN、低边信号的输入端口LIN、对应的滤波电路、正温度系数传感电路、死区时间控制电路、脉冲产生电路、低压锁定、延迟电路、输出逻辑、PMOS驱动管P2、NMOS驱动管N2、输出电阻XR3、XR4，输出端口LO组成；所述高边电路由自举二极管、电平移位电路、低压锁定、输出逻辑、PMOS驱动管P1、NMOS驱动管N1、输出电阻XR1、XR2和输出端口HO组成。本技术采用可单片集成的正温度系数温度传感电路，将正温度系数温度传感电路和栅极驱动电路进行单片集成，增加终端应用监测温度的灵活性，提高温度传感的精度并降低终端应用的成本。

技术研发人员：姜帆,陈利,陈彬
受保护的技术使用者：厦门芯一代集成电路有限公司
技术研发日：20230615
技术公布日：2024/1/15