一种高压集成电路和半导体电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种高压集成电路，包括：依次电性连接的自举电路、高压转换电路和高压输出驱动，高压输出驱动的输出端与相应的芯片输出管脚相连接；在自举电路与电源端之间还设置有开关管，开关管被配置为常开状态，当检测到电路出现闩锁效应时，开关管切换为关闭状态；依次电性连接的滤波转换电路、死区互锁电路和输入电路，电源端与压带保护电路的输入端电连接，压带保护电路的第二输出端与延迟电路的另一端均通过低压转换电路与相应芯片输出管脚相连接，压带保护电路设置有开关端口与开关管的栅极电性连接。本实用新型专利技术还提供了一种半导体电路，上述方案能够解决半导体电路在过高压冲击时，VCC端口容易失效的问题，进而提升使用稳定性。使用稳定性。使用稳定性。

A high voltage integrated circuit and semiconductor circuit

【技术实现步骤摘要】
一种高压集成电路和半导体电路


[0001]本技术涉及一种高压集成电路和半导体电路，属于功率半导体器件


技术介绍

[0002]智能功率模块，即IPM(Intelligent Power Module)，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。智能功率模块把功率开关器件和高压驱动电路集成在一起，并内藏有过电压、过电流和过热等故障检测电路。智能功率模块一方面接收 MCU的控制信号，驱动后续电路工作，另一方面将系统的状态检测信号送回MCU。
[0003]与传统分立方案相比，智能功率模块以其高集成度、高可靠性等优势赢得越来越大的市场，尤其适合于驱动电机的变频器及各种逆变电源，是变频调速、冶金机械、电力牵引、伺服驱动和变频家电的一种理想电力电子器件。
[0004]高压集成电路，即HVIC，是一种把MCU信号转换成驱动IGBT信号的集成电路产品。HVIC把P场效应管、N场效应管、三极管、二极管、稳压管、电阻、电容集成在一起，形成斯密特、低压LEVELSHIFT、高压LEVELSHIFT、脉冲发生电路、死区电路、互锁电路、延时电路、滤波电路、过电流保护电路和过热保护电路、欠压检测电路、自举电路等电路。HVIC一方面接收MCU的控制信号，驱动后续IGBT或 MOS工作，另一方面将系统的状态检测信号送回MCU。是IPM内部的关键芯片。
[0005]目前IPM的HVIC只有VCC欠压保护功能，没有过压保护，当出现浪涌电压时，内部的稳压二极管钳位电压比较高，不能起到保护作用。需要外接TVS管，增加了客户应用成本。浪涌电压会使ESD管子打开并钳位，VCC电流不能正常关闭时即出现闩锁现象，对内部的小功率器件造成损伤，造成HVIC失效，IPM不能正常工作。

技术实现思路

[0006]本技术需要解决的技术问题是解决半导体电路中高压集成芯片在过高电压冲击时VCC端口容易失效问题。
[0007]具体地，本技术公开一种高压集成电路，包括：
[0008]依次电性连接的自举电路、高压转换电路和高压输出驱动，所述高压输出驱动的输出端与相应的芯片输出管脚相连接；在所述自举电路与电源端之间还设置有开关管，所述开关管被配置为常开状态，当检测到电路出现闩锁效应时，所述开关管切换为关闭状态；
[0009]依次电性连接的滤波转换电路、死区互锁电路和输入电路，所述输入电路分别与脉冲电路的一端以及延迟电路的一端电性连接，电源端与压带保护电路的输入端电连接，所述压带保护电路的第一输出端与脉冲电路的一端电性连接，所述脉冲电路的另一端通过高压转换电路与高压输出驱动电连接，所述压带保护电路的第二输出端与延迟电路的另一端均通过低压转换电路与相应芯片输出管脚相连接，所述压带保护电路设置有开关端口与开关管的栅极电性连接。
[0010]可选的，所述压带保护电路包括欠压检测电路、过压检测电路、过压计时电路和逻辑控制电路；所述过压检测电路与过压计时电路电性连接，电源端分别通过欠压检测电路、过压检测电路、过压计时电路与逻辑控制电路的输入端电连接，所述逻辑控制电路的输出端包括第一输出端和第二输出端。
[0011]可选的，所述欠压检测电路包括第一偏置电路、第一比较器和第一逻辑电路，电源端依次通过第一偏置电路和第一比较器与第一逻辑电路电性连接，所述第一逻辑电路的输出端与逻辑控制电路的输入端电连接。
[0012]可选的，所述过压检测电路包括第二偏置电路、第二比较器和第二逻辑电路，电源端依次通过第二偏置电路和第二比较器与第二逻辑电路电性连接，所述第二逻辑电路的输出端分别与逻辑控制电路的输入端、过压计时电路的输入端电性连接。
[0013]可选的，所述过压计时电路包括依次电性连接的输入逻辑电路、RC延时电路、第三比较器和输出逻辑电路，所述第二逻辑电路的输出端与输入逻辑电路电连接，所述输出逻辑电路与逻辑控制电路的输入端电连接。
[0014]可选的，所述RC延时电路被配置为10
‑
20ms中任意一数值。
[0015]可选的，所述逻辑控制电路包括第一非门模块、第二非门模块、第三非门模块、第四非门模块、第一与非门模块和第二与非门模块；所述过压检测电路的输出端与第一与非门模块的输入端电连接，所述过压计时电路的输出端通过第一非门模块与第一与非门模块的输入端电连接；所述欠压检测模块通过第二非门模块与第二与非门模块的输入端电连接，所述第一与非门模块的输出端通过第三非门模块与第二与非门模块的输入端电连接，所述第二与非门模块的输出端通过第四非门模块与F0端电连接，所述第二与非门模块的输出端与相应的EN
‑
端、H端和L端电连接。
[0016]可选的，所述开关管为场效应管。
[0017]本技术还公开一种半导体电路，包括模块框架、高压集成芯片和晶体管，所述高压集成芯片包括如本技术目的之一中任意一项所述的高压集成电路，所述高压集成芯片包括输入引脚和输出引脚，所述模块框架设置有输入连接点和输出连接点，所述高压集成芯片和晶体管均设置于模块框架处，所述高压集成芯片的输出引脚均通过相应的晶体管与模块框架处的输出连接点相接，所述高压集成芯片的输入引脚与模块框架处的输入连接点相接。
[0018]可选的，所述智能功率芯片的基板架构采用IMS基板架构、DBC基板架构和CIS 基板架构中的任意一种。
[0019]本技术的高压集成电路中的开关管为常开状态，开关管导通时稳压二极管可以正常释放浪涌电压。但当发生闩锁时，开关管关闭，当开关管关闭时，开关管耐压加上稳压二极管耐压高于50V，可阻挡几乎所有的浪涌电压；并结合压带保护电路设置相应的过压保护和欠压保护功能，提高高压集成电路的稳定性，进而提高智能功率芯片使用的稳定性。
附图说明
[0020]图1为本技术实施例提供的高压集成电路的电路原理图；
[0021]图2为本技术实施例提供的压带保护电路的电路原理框图；
[0022]图3为本技术实施例提供的欠压检测电路的电路原理框图；
[0023]图4为本技术实施例提供的过压检测电路的电路原理框图；
[0024]图5为本技术实施例提供的过压计时电路的电路原理框图；
[0025]图6为本技术实施例提供的逻辑控制电路的逻辑原理图；
[0026]图7为本技术实施例提供的智能功率芯片的封装结构图示；
[0027]图8为本技术实施例提供的智能功率芯片的基板架构示意图。
具体实施方式
[0028]需要说明的是，在结构或功能不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面根据实例来详细说明本技术。
[0029]实施例一
[0030]目前IPM的HVIC只有VCC欠压保护功能，没有过压保护，当出现浪涌电压时，内部的稳压二极管钳位电压比较高，不能起到保护作用。需要外接TVS管，增加了客户应用成本的问题。并且浪涌电压会使ESD管子打开并钳位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压集成电路，其特征在于，包括：依次电性连接的自举电路、高压转换电路和高压输出驱动，所述高压输出驱动的输出端与相应的芯片输出管脚相连接；在所述自举电路与电源端之间还设置有开关管，所述开关管被配置为常开状态，当检测到电路出现闩锁效应时，所述开关管切换为关闭状态；依次电性连接的滤波转换电路、死区互锁电路和输入电路，所述输入电路分别与脉冲电路的一端以及延迟电路的一端电性连接，电源端与压带保护电路的输入端电连接，所述压带保护电路的第一输出端与脉冲电路的一端电性连接，所述脉冲电路的另一端通过高压转换电路与高压输出驱动电连接，所述压带保护电路的第二输出端与延迟电路的另一端均通过低压转换电路与相应芯片输出管脚相连接，所述压带保护电路设置有开关端口与开关管的栅极电性连接。2.根据权利要求1所述的高压集成电路，其特征在于，所述压带保护电路包括欠压检测电路、过压检测电路、过压计时电路和逻辑控制电路；所述过压检测电路与过压计时电路电性连接，电源端分别通过欠压检测电路、过压检测电路、过压计时电路与逻辑控制电路的输入端电连接，所述逻辑控制电路的输出端包括第一输出端和第二输出端。3.根据权利要求2所述的高压集成电路，其特征在于，所述欠压检测电路包括第一偏置电路、第一比较器和第一逻辑电路，电源端依次通过第一偏置电路和第一比较器与第一逻辑电路电性连接，所述第一逻辑电路的输出端与逻辑控制电路的输入端电连接。4.根据权利要求2所述的高压集成电路，其特征在于，所述过压检测电路包括第二偏置电路、第二比较器和第二逻辑电路，电源端依次通过第二偏置电路和第二比较器与第二逻辑电路电性连接，所述第二逻辑电路的输出端分别与逻辑控制电路的输入端、过压计时电路的输入端电性连接。5.根据权利要求4所述的高压集成电路，其特征在于，所述过压计时电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯宇翔，潘志坚，谢荣才，张土明，左安超，
申请(专利权)人：广东汇芯半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：