高压集成电路、半导体电路及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高压集成电路、半导体电路及其制备方法，通过预充电控制电路在检测到第一低压侧电源端口的输出电压满足预设阈值范围，且HVIC基础电路处于非保护状态时，向自举电路传输预充电信号，以使HVIC基础电路进入预充电状态；且预充电控制电路在HVIC基础电路为预充电状态时，向HVIC基础电路传输停止使能信号，使得HVIC基础电路停止驱动信号输出，进而自举电路可根据获取到的预充电信号，控制第一低压侧电源端口向第一高压侧浮动电源端口充电，实现对HVIC基础电路的预充电。本申请的集成HVIC，不需要外加自举电路，降低了产品应用成本，MCU程序设计时不需设计预充电时间；集成的HVIC可以更好保证掉电又上电这种情况下的自举电容电压，提高了产品可靠性。提高了产品可靠性。提高了产品可靠性。

【技术实现步骤摘要】
高压集成电路、半导体电路及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种高压集成电路、半导体电路及其制备方法，属于半导体电路应用


技术介绍

[0002]半导体电路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。高压集成电路，即HVIC，是半导体电路中的主要组成部分。HCIC是一种把MCU信号转换成驱动IGBT信号的集成电路产品。HVIC把PMOS管、NMOS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、欠压保护电路等电路。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。
[0003]在实现过程中，专利技术人发现传统技术中至少存在如下问题：目前，通常HVIC没有集成自举功能，需要外部接自举电路，自举电路包括自举二极管(BSD)、限流电阻、自举电容、滤波电容、稳压二极管等。这样额外增加了产品的应用成本。另外，目前的HVIC没有设置预充电时间，容易造成自举电容电压低不能工作的问题，并且在产品上电时候也需要MCU进行软件预充电，在VCC由于某些原因掉电之后又上电时，MCU一般不会进行预充电，降低了产品可靠性。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对传统的设计、制备及应用高压集成电路过程中，HVIC需要外加自举电路，需额外增加产品应用成本，以及MCU没有设置预充电时间而造成自举电容电压低不能工作，导致降低了产品可靠性的问题。提供一种高压集成电路、半导体电路及其制备方法。
[0005]具体地，本专利技术公开一种高压集成电路，包括：
[0006]HVIC基础电路，HVIC基础电路包括第一低压侧电源端口、第一高压侧浮动电源端口；
[0007]自举电路，自举电路连接HVIC基础电路；自举电路被配置为获取预充电信号，并根据预充电信号，控制HVIC基础电路的第一低压侧电源端口向HVIC基础电路的第一高压侧浮动电源端口充电；
[0008]预充电控制电路，预充电控制电路分别连接HVIC基础电路、自举电路，被配置为在检测到HVIC基础电路的第一低压侧电源端口的输出电压满足预设阈值范围，且HVIC基础电路处于非保护状态时，向自举电路传输预充电信号，以使HVIC基础电路进入预充电状态；预充电控制电路还被配置为在HVIC基础电路为预充电状态时，向HVIC基础电路传输停止使能信号；使能信号用于指示HVIC基础电路停止驱动信号输出。
[0009]可选地，自举电路包括电荷泵电路、自举MOS、自举MOS驱动电路和自举逻辑控制电
路；
[0010]电荷泵电路和自举逻辑控制电路分别连接自举MOS驱动电路；自举MOS驱动电路连接自举MOS的栅极和源极；自举MOS的源极连接HVIC基础电路的第一低压侧电源端口；自举MOS的漏极连接HVIC基础电路的第一高压侧浮动电源端口；自举逻辑控制电路分别连接预充电控制电路、HVIC基础电路。
[0011]可选地，预充电控制电路包括电压上升沿检测电路、充电计时电路和预充电逻辑控制电路；
[0012]电压检测电路、充电计时电路和预充电逻辑控制电路三者之间两两相互连接；电压上升沿检测电路连接HVIC基础电路的第一低压侧电源端口；电压上升沿检测电路分别连接预充电控制电路、HVIC基础电路。
[0013]可选地，电荷泵电路包括振荡器、第一驱动器、第二驱动器、第一电容、第二电容、第三电容、第一二极管、第二二极管和稳压管；
[0014]振荡器连接第一驱动器的输入端；第一驱动器的输出端分别连接第二驱动器的输入端、第一电容的第一端；第二驱动器的输出端连接第二电容的第一端；第一驱动器的供电端、第二驱动器的供电端分别连接HVIC基础电路的第一低压侧电源端口；第一驱动器的接地端、第二驱动器的接地端分别连接地线；第一电容的第二端、第二电容的第二端分别连接第二电容的第一端；第一二极管的负极连接第一电容的第二端，第二二极管的负极连接第二电容的第二端，第一二极管的正极、第二二极管的负极、第二电容的第二端分别连接HVIC基础电路的第一低压侧电源端口；稳压管的正极连接地线，稳压管的负极连接第三电容的第一端；第三电容的第一端连接自举MOS驱动电路。
[0015]可选地，HVIC基础电路还包括互锁及死区电路；互锁及死区电路包括正逻辑高压侧驱动端点和正逻辑低压侧驱动端点；自举逻辑控制电路包括第一非门逻辑器、第二非门逻辑器、第三非门逻辑器、第四非门逻辑器、第五非门逻辑器、第一与非门逻辑器、第二与非门逻辑器和第一或非门逻辑器；
[0016]第一非门逻辑器的输入端连接正逻辑高压侧驱动端点，第一非门逻辑器的输出端连接第一与非门逻辑器的第二输入端；第一与非门逻辑器的第一输入端连接正逻辑低压侧驱动端点，第一与非门逻辑器的输出端连接第二非门逻辑器的输入端；第二非门逻辑器的输出端连接第二与非门逻辑器的第一输入端；第三非门逻辑器的输入端连接HVIC基础电路的第一高压侧浮动电源偏置电压端口，第三非门逻辑器的输出端连接第二与非门逻辑器的第二输入端；第二与非门逻辑器的输出端连接第四非门逻辑器的输入端，第四非门逻辑器的输出端连接第一或非门逻辑器的第二输入端；第一或非门逻辑器的第一输入端连接预充电控制电路，第一或非门逻辑器的输出端连接第五非门逻辑器的输入端，第五非门逻辑器的输出端连接自举MOS驱动电路。
[0017]可选地，电压上升沿检测电路包括第一逻辑控制子电路、第一比较器、第二比较器、第一电阻、第二电阻、第一供电源和第二供电源；
[0018]第一电阻的第一端连接HVIC基础电路的第一低压侧电源端口，第一电阻的第一端连接第二电阻的第一端，第二电阻的第二端连接地线；第一比较器的第一输入端连接第一电阻的第二端，第一比较器的第二输入端连接第一供电源的正极；第二比较器的第一输入端连接第二电阻的第一端，第二比较器的第二输入端连接第二供电源的正极；第一供电源
的负极、第二供电源的负极分别连接地线；第一比较器的输出端、第二比较器的输出端分别连接第一逻辑控制子电路；第一逻辑控制电路分别连接充电计时电路、预充电逻辑控制电路。
[0019]可选地，充电计时电路包括输入逻辑控制子电路、输出逻辑控制子电路、第三比较器、第三电阻、第三供电源、第四电容、第六非门逻辑器、第七非门逻辑器；
[0020]输入逻辑控制子电路的输入端连接第一逻辑控制子电路，输入逻辑控制子电路的输出端连接第六非门逻辑器的输入端，第六非门逻辑器的输出端连接第七非门逻辑器的输入端，第七非门逻辑器的输出端连接第三电阻的第一端，第三电阻的第二端连接第三比较器的第一输入端；第三比较器的第二输入端连接第三供电源的正极；第四电容的第一端连接第三电阻的第二端，第四电容的第二端、第三供电源的负极分别连接地线；第三比较器的输出端连接输出逻辑控制子电路的输入端，输出逻辑控制子电路的输出端连接预充电逻辑控制本文档来自技高网...

【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：HVIC基础电路，所述HVIC基础电路包括第一低压侧电源端口、第一高压侧浮动电源端口；自举电路，所述自举电路连接所述HVIC基础电路；所述自举电路被配置为获取预充电信号，并根据所述预充电信号，控制所述HVIC基础电路的第一低压侧电源端口向所述HVIC基础电路的第一高压侧浮动电源端口充电；预充电控制电路，所述预充电控制电路分别连接所述HVIC基础电路、所述自举电路，被配置为在检测到所述HVIC基础电路的第一低压侧电源端口的输出电压满足预设阈值范围，且所述HVIC基础电路处于非保护状态时，向所述自举电路传输所述预充电信号，以使所述HVIC基础电路进入预充电状态；所述预充电控制电路还被配置为在所述HVIC基础电路为预充电状态时，向所述HVIC基础电路传输停止使能信号；所述使能信号用于指示所述HVIC基础电路停止驱动信号输出。2.根据权利要求1所述的高压集成电路，其特征在于，所述自举电路包括电荷泵电路、自举MOS、自举MOS驱动电路和自举逻辑控制电路；所述电荷泵电路和所述自举逻辑控制电路分别连接所述自举MOS驱动电路；所述自举MOS驱动电路连接所述自举MOS的栅极和源极；所述自举MOS的源极连接所述HVIC基础电路的第一低压侧电源端口；所述自举MOS的漏极连接所述HVIC基础电路的第一高压侧浮动电源端口；所述自举逻辑控制电路分别连接所述预充电控制电路、所述HVIC基础电路。3.根据权利要求2所述的高压集成电路，其特征在于，所述预充电控制电路包括电压上升沿检测电路、充电计时电路和预充电逻辑控制电路；所述电压检测电路、所述充电计时电路和所述预充电逻辑控制电路三者之间两两相互连接；电压上升沿检测电路连接所述HVIC基础电路的第一低压侧电源端口；电压上升沿检测电路分别连接所述预充电控制电路、所述HVIC基础电路。4.根据权利要求2所述的高压集成电路，其特征在于，所述电荷泵电路包括振荡器、第一驱动器、第二驱动器、第一电容、第二电容、第三电容、第一二极管、第二二极管和稳压管；所述振荡器连接第一驱动器的输入端；所述第一驱动器的输出端分别连接所述第二驱动器的输入端、所述第一电容的第一端；所述第二驱动器的输出端连接所述第二电容的第一端；所述第一驱动器的供电端、所述第二驱动器的供电端分别连接所述HVIC基础电路的第一低压侧电源端口；所述第一驱动器的接地端、所述第二驱动器的接地端分别连接地线；所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端分别连接所述第二电容的第一端；所述第一二极管的负极连接所述第一电容的第二端，所述第二二极管的负极连接所述第二电容的第二端，所述第一二极管的正极、所述第二二极管的负极、所述第二电容的第二端分别连接所述HVIC基础电路的第一低压侧电源端口；所述稳压管的正极连接地线，所述稳压管的负极连接所述第三电容的第一端；所述第三电容的第一端连接所述自举MOS驱动电路。5.根据权利要求4所述的高压集成电路，其特征在于，所述HVIC基础电路还包括互锁及死区电路；所述互锁及死区电路包括正逻辑高压侧驱动端点和正逻辑低压侧驱动端点；所述自举逻辑控制电路包括第一非门逻辑器、第二非门逻辑器、第三非门逻辑器、第四非门逻辑器、第五非门逻辑器、第一与非门逻辑器、第二与非门逻辑器和第一或非门逻辑器；所述第一非门逻辑器的输入端连接所述正逻辑高压侧驱动端点，所述第一非门逻辑器
的输出端连接所述第一与非门逻辑器的第二输入端；所述第一与非门逻辑器的第一输入端连接所述正逻辑低压侧驱动端点，所述第一与非门逻辑器的输出端连接第二非门逻辑器的输入端；所述第二非门逻辑器的输出端连接第二与非门逻辑器的第一输入端；所述第三非门逻辑器的输入端连接所述HVIC基础电路的第一高压侧浮动电源偏置电压端口，所述第三非门逻辑器的输出端连接所述第二与非门逻辑器的第二输入端；所述第二与非门逻辑器的输出端连接所述第四非门逻辑器的输入端，所述第四非门逻辑器的输出端连接所述第一或非门逻辑器的第二输入端；第一或非门逻辑器的第一输入端连接所...

【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：发明
国别省市：