一种低成本的半桥驱动芯片的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半桥驱动芯片的电路技术领域，具体地说是一种低成本的半桥驱动芯片的集成电路。
【背景技术】
[0002]半桥驱动电路广泛应用于电子镇流器、PWM电机驱动及其它DC-AC逆变电路中，半桥驱动电路有分立元件驱动、脉冲触发变压器驱动、专用集成芯片驱动。其中，分立元件驱动具有价格低廉的优点，但是由于其集成度差而限制了其应用；触发变压器驱动具有实现方便的优点，但由于其存在制作误差，容易造成两路驱动信号失真，且变压器体积大，发热厉害；专用集成芯片具有体积小、可靠性高、效率高等优点，目前已有多款类似的芯片产品，如IR公司的IR2153，意法半导体的L6569等。这类芯片的特点是高低压电路集成，对电路的设计及工艺制程有较高的要求，且由于其集成度高，生产成本和维修成本均偏高。
[0003]此外，半桥驱动电路广泛应用于日光灯、节能灯驱动及其它DC-AC逆变电路中，然而目前市面上买到的节能灯很少有使用专用驱动芯片的，大多数产品仍然在使用分立元件组成的半桥电路，分立元件占用PCB板面积比芯片大，可靠性不如专用芯片高，参数离散性大，效率低下，对用电器造成很多不利影响。宄其原因，无外乎专用驱动芯片的成本比分立元件成本更高，使买节能灯演变成了买芯片。因此，若能开发出价格低廉的半桥驱动芯片，对工业界或者对用户来讲都是以一件很好的事。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，提供一种低成本的半桥驱动芯片，整个芯片的驱动电路结构简单、实现方便、工作稳定且制作成本低。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为，一种低成本的半桥驱动芯片，该芯片内部的集成电路分为高压单元和低压单元两部分，所述低压单元包括电流偏置模块、欠压保护模块、闭锁逻辑控制模块、电平位移模块和低端驱动模块，所述高压单元包括高端驱动模块；所述电流偏置模块分别与欠压保护模块、闭锁逻辑控制模块和低端驱动模块相连，所述电流偏置模块提供基准的偏置电流给欠压保护模块、闭锁逻辑控制模块和低端驱动模块，所述欠压保护模块与闭锁逻辑控制模块相连，所述欠压保护模块提供欠压保护信号给闭锁逻辑控制模块，所述闭锁逻辑控制模块分别与电平位移模块和低端驱动模块相连；高端输入信号和低端输入信号进入闭锁逻辑控制模块进行闭锁保护并经延时控制后输出给电平位移模块和低端驱动模块，所述电平位移模块采用电阻与低压晶体管的串联分压电路替代现有两个耐压MOS晶体管串联结构实现高压单元与低压单元间的电平位移功能，所述高端驱动模块与电平位移模块相连，经过电平位移模块的高端输出信号通过高端驱动模块驱动输出，低端输出信号通过低端驱动模块驱动输出；所述低压单元采用UHV工艺集成为耐压集成块，所述高压单元采用HV工艺集成为高压集成块，采用双芯片封装技术将耐压集成块与高压集成块封装在同一个塑封体内，形成一颗具有完整半桥驱动功能的芯片。
[0006]作为本发明的一种改进，所述电平位移模块包括恒流源、与恒流源相匹配的电流镜、负载电阻、电阻分压电路、晶体管分压电路和反相器，所述电阻分压电路是由至少两个分压电阻串联而成，所述晶体管分压电路是由至少两个低压晶体管串联而成，所述恒流源的正极与电源VDD相连，负极连接电流镜的输入端，所述电流镜采用两个同型号的三极管背靠背连接构成，所述电流镜的输出端与晶体管分压电路的一端相连，晶体管分压电路的另一端连接负载电阻，负载电阻的另一端、电阻分压电路的一端与高端驱动模块的高端悬浮电源VB相连，电阻分压电路的另一端连接地GND，并且晶体管分压电路的所有低压晶体管基极依次连接到电阻分压电路中相邻两个分压电阻之间引出的支路，所述反相器是由一低压晶体管和电阻串联而成，其中电阻的一端与低压晶体管的集电极相连，另一端与高端驱动模块的高端悬浮地VS相连，并且该低压晶体管的基极连接在负载电阻和晶体管分压电路之间引出的支路上，电平位移模块的输入端设置在恒流源和电流镜之间引出的支路上，其输出端设置在反相器的低压晶体管和电阻之间的支路上。
[0007]作为本发明的一种改进，所述耐压集成块和高压集成块设置在包含双基岛的引线框架上，具体为所述耐压集成块设置在引线框架的左基岛上，所述高压集成块设置在引线框架的右基岛上。所述耐压集成块与高压集成块之间通过各自引出的焊盘采用导线进行连接。
[0008]相对于现有技术，本发明所提出的半桥驱动芯片具有集成度高、体积小、工作频率尚、动态响应快、低功耗等优点，其驱动能力强，可驱动600V的主电路系统；整体米用尚压集成电路技术，既降低成本和简化电路，又降低设计风险和节省电路板的空间，可靠性得到提高；电平位移模块电路将低压单元产生的开关信号送至高压单元，是实现半桥驱动芯片功能的关键模块，采用多个低压晶体管串联方式来取代耐压MOS晶体管实现更高电压的电平位移，极大地简化了芯片的半导体制造工艺，不必使用复杂昂贵的高压半桥工艺，简化电路设计复杂度；此外，采用双芯片封装技术的物理隔离方式来实现半桥驱动电路中的高边和低边间的隔离，与现有技术中采用PN结隔离相比，隔离效果更好，完全可以满足几千伏特的隔离需求，而PN结隔离要做到上千伏特的隔离是极其困难的；另外，电路的设计简单灵活，实现的代价更低，降低了芯片的成本。
【附图说明】
[0009]图1为本发明所提出的半桥驱动芯片的结构框图。
[0010]图2为电平位移模块的电路拓扑结构图。
[0011]图3为本发明所提出的半桥驱动芯片的封装架构的表面示意图。
【具体实施方式】
[0012]为了加深对本发明的理解和认识，下面结合附图对本发明作进一步描述和介绍。
[0013]如图1-3所示，一种低成本的半桥驱动芯片，该芯片内部的集成电路分为工作在VDD-GND电源域的高压单元和工作在VB~VS电源域的低压单元两部分，所述低压单元包括电流偏置模块、欠压保护模块、闭锁逻辑控制模块、电平位移模块和低端驱动模块，所述高压单元包括高端驱动模块。该芯片对外具有8个引脚，分别是电源VDD、高端输入HIN、低端输入LIN、地GND、高端悬浮电源VB、高端输出VHO、高端悬浮地VS和低端输出VLO。
[0014]所述电流偏置模块分别与欠压保护模块、闭锁逻辑控制模块和低端驱动模块相连，所述电流偏置模块提供基准的偏置电流给欠压保护模块、闭锁逻辑控制模块和低端驱动丰吴块。
[0015]所述欠压保护模块与闭锁逻辑控制模块相连，所述欠压保护模块提供欠压保护信号给闭锁逻辑控制模块。
[0016]所述闭锁逻辑控制模块分别与电平位移模块和低端驱动模块相连，高端输入信号和低端输入信号进