一种栅极驱动集成电路及智能功率模块制造技术

本实用新型专利技术涉及半导体技术领域，公开了一种栅极驱动集成电路及智能功率模块。栅极驱动集成电路包括3通道HVIC芯片及3通道LVIC芯片；HVIC芯片包括第一驱动电路、第一互锁和死区电路及第一通讯电路；第一驱动电路连接第一互锁和死区电路及第一通讯电路；第一互锁和死区电路与第一通讯电路连接；LVIC芯片包括第二驱动电路、第二互锁和死区电路及第二通讯电路；第二驱动电路连接第二互锁和死区电路及第二通讯电路；第二互锁和死区电路与第二通讯电路连接；第二通讯电路连接第一通讯电路；第二互锁和死区电路连接第一互锁和死区电路。本实用新型专利技术简化了模块结构及工艺，有利于实现IPM模块集成化、小型化、高可靠性、低寄生效应。

【技术实现步骤摘要】
一种栅极驱动集成电路及智能功率模块
本技术涉及半导体
，特别涉及一种栅极驱动集成电路及智能功率模块。
技术介绍
现有技术中，通常具有以下几种类型的栅极驱动电路：6通道全桥驱动HVIC、独立的3通道上桥驱动HVIC、3通道下桥驱动LVIC3、2通道半桥驱动HVIC、单通道上桥驱动HVIC。为形成三相全桥拓扑结构时，通常可采用以下几种方案：(1)利用1颗6通道全桥驱动HVIC形成；(2)利用1颗3通道上桥驱动HVIC及1颗3通道下桥驱动LVIC形成；(3)利用3颗2通道半桥驱动HVIC形成；(4)利用3颗单通道上桥驱动HVIC和1颗3通道下桥驱动LVIC形成。但是，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：对于第(1)种方案，6通道全桥驱动HVIC内部集成互锁电路、死区电路、保护电路及报错电路等，功能齐全；但由于单颗6通道HVIC很难只通过LEADFRAME(引线框架)组装成IPM(智能功率模块)，一般还需要增加PCB进行布线，大大增加了成本和组装工艺复杂性，增加了模块体积，也降低了可靠性。而且，6路驱动线路不对称也会增加寄生效应，因此6通道HVIC基本上只用于分立电路，很少用于IPM中。对于第(2)、(4)种方案，布局更加灵活，可以直接用LEADFRAME进行组装，但由于HVIC和LVIC相互独立，因此不能实现上下桥互锁、死区控制、上桥欠压保护时LVIC的报错输出、IGBT过流过温时上下桥IGBT同时关闭等功能。对于第(3)种方案，可以直接用LEADFRAME(引线框架)进行组装，也可以实现上下桥互锁、死区等功能，可以实现过流保护电路和报错电路，但必须每一个2通道HVIC都同时增加以上保护电路，也就是保护电路不能复用，因此大大增加了芯片的面积，不便于模块小型化。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种栅极驱动集成电路及智能功率模块，以简化模块结构及工艺，实现IPM模块集成化、小型化、高可靠性、低寄生效应；同时，也可实现上下桥互锁、死区控制等功能。为解决上述技术问题，本技术的实施方式提供了一种栅极驱动集成电路，包括3通道HVIC芯片及3通道LVIC芯片；所述HVIC芯片包括第一驱动电路、第一互锁和死区电路及第一通讯电路；所述第一驱动电路分别连接所述第一互锁和死区电路及所述第一通讯电路；所述第一互锁和死区电路与所述第一通讯电路连接；所述LVIC芯片包括第二驱动电路、第二互锁和死区电路及第二通讯电路；所述第二驱动电路分别连接所述第二互锁和死区电路及所述第二通讯电路；所述第二互锁和死区电路与第二通讯电路连接；所述第二通讯电路连接所述第一通讯电路；所述第二互锁和死区电路连接所述第一互锁和死区电路。本技术的实施方式还提供了一种智能功率模块，所述智能功率模块包括如上所述的栅极驱动集成电路。本技术实施方式相对于现有技术而言，在HVIC芯片中设计了第一互锁和死区电路，在LVIC芯片中设计了第二互锁和死区电路，并将第一互锁和死区电路及第二互锁和死区电路连接在一起，形成统一的互锁和死区电路；同时，还将两者的通讯电路(即第一通讯电路及第二通讯电路)相连，使得HVIC芯片与LVIC芯片可以进行通信交互，从而可实现上下桥互锁、死区控制等功能。并且，本技术实施方式不需要增加额外的PCB，也无需增加芯片面积，有利于简化模块结构及工艺，实现IPM模块集成化、小型化、高可靠性、低寄生效应。另外，所述LVIC芯片还包括保护电路及报错电路；所述保护电路、所述报错电路均与所述第二驱动电路及所述第二通讯电路连接。这种设计使得在欠压保护电路、过流保护电路、过温保护电路有动作时，可及时向HVIC传递报错信号，实现上下桥IGBT同时关闭。另外，所述保护电路具体包括：欠压保护电路、过流保护电路及过温保护电路。提供保护电路的具体类型。另外，所述第二互锁和死区电路与所述第一互锁和死区电路之间通过键合线连接。提供第二互锁和死区电路与第一互锁和死区电路的一种具体连接方式。另外，所述第二互锁和死区电路与所述第一互锁和死区电路之间通过PCB走线连接。提供第二互锁和死区电路与第一互锁和死区电路的另一种具体连接方式。另外，所述第一互锁和死区电路包括3个第一控制单元；第二互锁和死区电路包括3个第二控制单元；每个第一控制单元对应连接一个第二控制单元。提供第一互锁和死区电路与第二互锁和死区电路的一种连接结构。另外，所述第一控制单元包括第一反相器、第一延时及滤波电路、第一或非门及第二或非门；所述第二控制单元包括第二反相器、第二延时及滤波电路、第三或非门及第四或非门；所述第一或非门的两个输入端之间依次连接有所述第一反相器、所述第二或非门及所述第一延时及滤波电路；所述第一或非门的输出端连接所述第四或非门的一个输入端；所述第三或非门的两个输入端之间依次连接有第二反相器、所述第四或非门及所述第二延时及滤波电路；所述第三或非门的输出端连接所述第二或非门的一个输入端。提供第一控制单元及第二控制单元的一种具体连接结构。另外，所述第一驱动电路包括3个第一驱动单元，每个所述第一驱动单元对应所述HVIC芯片的一个输出端，每个所述输出端连接一上桥IGBT。提供第一驱动电路的一种结构。另外，所述第二驱动电路包括3个第二驱动单元，每个所述第二驱动单元对应所述LVIC芯片的一个输出端，每个所述输出端连接一下桥IGBT。提供第二驱动电路的一种结构。附图说明图1是根据本技术第一实施方式的HVIC芯片的结构示意图；图2是根据本技术第一实施方式的第一驱动电路的结构示意图；图3是根据本技术第一实施方式的LVIC芯片的结构示意图；图4是根据本技术第一实施方式的第二驱动电路的结构示意图；图5是根据本技术第一实施方式的栅极驱动集成电路的结构示意图；图6是根据本技术第二实施方式的第一互锁和死区电路与第二互锁和死区电路的连接结构示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本技术各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。本技术的第一实施方式涉及一种栅极驱动集成电路。该栅极驱动集成电路包括一个3通道HVIC芯片及一个3通道LVIC芯片。该3通道HVIC芯片与3通道LVIC芯片相互连接，且两者共用电源和地。具体地，如图1所示，该3通道HVIC芯片包括第一驱动电路11、第一互锁和死区电路12及第一通讯电路13。其中，第一互锁和死区电路12及第一通讯电路13均与第一驱动电路11连接，且第一互锁和死区电路12与第一通讯电路13也连接在一起。第一驱动电路11包括3个第一驱动单元，每个第一驱动单元对应HVIC芯片的一个输出端，每个输出端连接一上桥IGBT。图2示出了第一驱动电路的一种具体结构，值得一提的是，图2中仅示出了其中一个第一驱动单元，该第一驱动单元对应的输出端即为HO。另外两个第一驱动单元(未示出)与图2中示出的第一驱动单元的结构相同，本实施方式不再赘述。如图3所示，该3通道LVIC芯片包括第二驱动电路21、第二互锁和死本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种栅极驱动集成电路，其特征在于，包括：3通道HVIC芯片及3通道LVIC芯片；所述HVIC芯片包括第一驱动电路、第一互锁和死区电路及第一通讯电路；所述第一驱动电路分别连接所述第一互锁和死区电路及所述第一通讯电路；所述第一互锁和死区电路与所述第一通讯电路连接；所述LVIC芯片包括第二驱动电路、第二互锁和死区电路及第二通讯电路；所述第二驱动电路分别连接所述第二互锁和死区电路及所述第二通讯电路；所述第二互锁和死区电路与第二通讯电路连接；所述第二通讯电路连接所述第一通讯电路；所述第二互锁和死区电路连接所述第一互锁和死区电路。

【技术特征摘要】
1.一种栅极驱动集成电路，其特征在于，包括：3通道HVIC芯片及3通道LVIC芯片；所述HVIC芯片包括第一驱动电路、第一互锁和死区电路及第一通讯电路；所述第一驱动电路分别连接所述第一互锁和死区电路及所述第一通讯电路；所述第一互锁和死区电路与所述第一通讯电路连接；所述LVIC芯片包括第二驱动电路、第二互锁和死区电路及第二通讯电路；所述第二驱动电路分别连接所述第二互锁和死区电路及所述第二通讯电路；所述第二互锁和死区电路与第二通讯电路连接；所述第二通讯电路连接所述第一通讯电路；所述第二互锁和死区电路连接所述第一互锁和死区电路。2.根据权利要求1所述的栅极驱动集成电路，其特征在于，所述LVIC芯片还包括保护电路及报错电路；所述保护电路、所述报错电路均与所述第二驱动电路及所述第二通讯电路连接。3.根据权利要求2所述的栅极驱动集成电路，其特征在于，所述保护电路具体包括：欠压保护电路、过流保护电路及过温保护电路。4.根据权利要求1所述的栅极驱动集成电路，其特征在于，所述第二互锁和死区电路与所述第一互锁和死区电路之间通过键合线连接。5.根据权利要求1所述的栅极驱动集成电路，其特征在于，所述第二互锁和死区电路与所述第一互锁和死区电路之间通过PCB走线连接。6.根据权利要求1所述的栅极驱动集成电路，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘志坚，黄霞，刘广海，
申请(专利权)人：深圳吉华微特电子有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44