[发明专利]大功率半导体开关器件通用驱动芯片

说明书

技术领域

   本发明涉及驱动芯片，更具体地说，是一种大功率半导体开关器件通用驱动芯片。

背景技术

大功率驱动应用装置，比如利用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)驱动的装置---电磁炉，IH(Induction Heating)饭煲等，已经被广泛地使用。人们也在不断地对其进行改进，以改善性能和降低成本。

现有的IGBT驱动电路采用分立元件组成，成本高，占用空间大，装配复杂，抗干扰能力差，静态功耗大，不符合电子产品的小型化、集成化的发展趋势。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有大功率驱动电路存在的元件占用空间大、抗干扰能力差和控制模式单一的缺陷，提供一种大功率半导体开关器件通用驱动芯片。

本发明一种大功率半导体开关器件通用驱动芯片包括：电源脚、地脚、正向输入脚、反向输入脚和驱动输出脚，所述芯片内集成有MOS对管、电平选择电路和DC-DC变换电路，所述DC-DC变换电路与电源脚连接用于产生+5V电源；所述MOS对管由P-MOS管和N-MOS管漏极相接组成，P-MOS管源极接电源脚，N-MOS管源极接地脚，漏极接所述驱动输出脚；所述电平选择电路的一个输入端接正向输入脚并通过第一电阻接地脚，另一个输入端接反向输入脚并通过第二电阻接DC-DC变换电路的输出端，电平选择电路的输出端经驱动单元接MOS对管的栅极。

本发明所述的驱动芯片，为了能够进一步减化应用电路（如，大功率器件IGBT的测温电路），还在芯片内集成了测温电路，设置了温度输出脚，所述测温电路由恒流镜电路和第一半导体PN结串联组成，由所述DC-DC变换电路供电，恒流镜电路和第一半导体PN结的公共端接所述温度输出脚，第一半导体PN结的另一端接地脚，该测温电路用于检测该驱动芯片自身的温度，以及用于检测大功率半导体开关器件GND脚的温度。 

优选地，所述电平选择电路为同或门、或者异或门。

优选地，所述测温电路和所述温度输出脚之间还连接放大电路。

本发明所述的驱动芯片，为了能够更加减化应用电路（如，大功率器件IGBT控制电压输入钳位的电路），在芯片内还集成了保护模块，该保护模块由连接在所述P-MOS管的源极和漏极之间的第二PN结、以及连接在所述N-MOS管的源极和漏极之间的第三PN结组成，用于保护连接在驱动输出脚的大功率半导体开关器件不受干扰脉冲影响，以及将该驱动芯片本身的驱动电压钳制到合理范围。

优选地，所述第二PN结和第三PN结分别在所述P-MOS管和所述N-MOS管的结构上改造形成。 

优选地，所述MOS对管的内阻与连接在驱动输出脚的IGBT的特性相匹配。

优选地，该驱动芯片采用SOT23-6封装，芯片的长度为2.8-3mm，厚度为0.9-1.45mm，芯片主体的宽度为1.5-1.75mm。

上述驱动芯片可以应用于电磁感应加热装置中IGBT的驱动，例如，用于对电磁炉中的IGBT驱动。优选地，所述驱动芯片的地脚紧贴并连接所述IGBT的E极。

本驱动芯片集成有电平选择电路并对应设置有正向输入脚和反向输入脚，通过该两个管脚的电平配置即可简便的选择被驱动器件的驱动输入电平组合，控制方式非常灵活，能够适合于不同的主控芯片控制方案。由于驱动对管、电平选择电路和DC-DC变换电路均集成在芯片内，大大减小了占用的空间，并提高了抗干扰能力。此外，其驱动对管采用MOS管，静态功耗非常小。

附图说明

图1为典型一实施例大功率半导体开关器件通用驱动芯片的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明进一步说明。

如图1所示，本大功率半导体开关器件通用驱动芯片10具有六个管脚，分别为：电源脚VDD、地脚GND、正向输入脚IN+、反向输入脚IN-、驱动输出脚OUT和温度输出脚Tout，芯片10内集成有MOS对管1及其驱动单元2、电平选择电路3、DC-DC变换电路4、测温电路5和保护模块6。DC-DC变换电路4与电源脚VDD连接，用于产生+5V电源。

MOS对管1由P-MOS管1a和N-MOS管1b组成，P-MOS管1a源极接电源脚VDD，N-MOS管1b源极接地脚GND，P-MOS管1a和N-MOS管1b漏极相连并且接至驱动输出脚OUT。

驱动单元2主要用于实现信号整形，可以采用门电路，如，非门、与门、或门等。