CN102148595B

CN102148595B - 双向驱动集成电路与双向驱动的方法

Info

Publication number: CN102148595B
Application number: CN 201010113715
Authority: CN
Inventors: 谢慧彦
Original assignee: QIGAO ELECTRONIC CO Ltd
Current assignee: QIGAO ELECTRONIC CO Ltd
Priority date: 2010-02-08
Filing date: 2010-02-08
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2030-02-08
Also published as: CN102148595A

Abstract

本发明提出一种双向驱动集成电路(IC)，与双向驱动的方法。所述方法包含：提供第一与第二集成电路芯片，与一待驱动的物体耦接，其中该第一与第二集成电路芯片各具有单向驱动物体的功能；在该第一与第二集成电路芯片中，分别各提供一逆向电流路径；以该第一集成电路芯片正向驱动该物体，此时电流逆向流过第二集成电路芯片；以及以该第二集成电路芯片反向驱动该物体，此时电流逆向流过第一集成电路芯片。

Description

双向驱动集成电路与双向驱动的方法

技术领域

本发明涉及一种双向驱动集成电路(IC)与一种双向驱动物体(例如控制马达双向转动)的方法。

背景技术

在某些应用场合，物体如马达必须能够受控双向转动，例如在车用照后镜的控制系统中。请参考图1，现有技术的双向马达驱动IC为三线式模块，为了控制马达M的正转与反转，其必须具有三个接脚，包含两个电源接脚与一个控制接脚，其中正电源接脚耦接正电压，负电源接脚接地(或负电压)，第三个控制接脚CTL与外部输入讯号耦接，依据该外部输入讯号以控制马达的正、反转。上述现有技术中，两电源接脚不能互换，正电源接脚必须接正电压，负电源接脚必须接地(或负电压)。然而，某些应用场合仅提供两条交流电源线路，例如在前述车用照后镜的控制系统中，目前大多数车型均仅提供两条交流电源线路，此情况下上述三线式模块便无法使用，一方面并无控制讯号，另方面三线式模块无法与交流电源线路配合。

由于IC的电流必须由电源流往地，其电源接脚无法逆接，若逆接则IC将无法工作甚至损坏，因此过去并无两线式的双向马达驱动IC。在前述车用照后镜或类似的控制系统中，如需配合两条交流电源线路，则现有技术是以多个分离式元件(discrete devices)来构成控制电路，而不能制作成通用IC。

有鉴于此，本发明即针对上述先前技术的不足，提出一种仅需两个电源接脚的双向驱动IC，可供耦接正负电压交替输入的交流电源，此驱动IC可变换输出电流的方向，故可用于(但不限于)驱动需双向转动的马达。此外，本发明也提出一种双向驱动物体(例如但不限于马达)的方法。

发明内容

本发明目的之一在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种双向驱动IC。

本发明的另一目的是提出一种双向驱动的方法。

为达上述目的，就其中一个观点言，本发明提供了一种双向驱动集成电路(IC)，包含：一个第一电源接收节点，供接收第一电源；一个第二电源接收节点，供接收第二电源；至少一个第一芯片与该第一电源接收节点耦接，该至少一个第一芯片包含：一个第一晶体管；一个与该第一晶体管并联的第一二极管，该第一二极管的阳极-阴极方向与该第一晶体管的电流方向相反；以及一个第一控制电路，控制该第一晶体管的驱动，此第一控制电路直接或间接自第二电源接收电力；至少一个第二芯片与该第二电源接收节点耦接，该至少一个第二芯片包含：一个第二晶体管；一个与该第二晶体管并联的第二二极管，该第二二极管的阳极-阴极方向与该第二晶体管的电流方向相反；以及一个第二控制电路，控制该第二晶体管的驱动，此第二控制电路直接或间接自第一电源接收电力；其中，当该第一电源为正电压时，电流经该第一二极管流至第二芯片，使该第二控制电路驱动该第二晶体管；当该第二电源为正电压时，电流经该第二二极管流至第一芯片，使该第一控制电路驱动该第一晶体管。

上述双向驱动IC中，该第一与第二晶体管可为MOS晶体管或双载子晶体管。若为MOS晶体管，则该第一与第二二极管可为该MOS晶体管的寄生二极管。

在其中一种实施例中，第一芯片具有一第一接地接脚与该第一电源接收节点耦接，第二芯片具有一第二接地接脚与该第二电源接收节点耦接，且该第一接地接脚与第二接地接脚相互绝缘；绝缘方式例如可使用绝缘胶。

在其中一种实施例中，该第一芯片或第二芯片可更包含：一个第一静电保护二极管与该第一晶体管并联，或一个第二静电保护二极管与该第二晶体管并联，此第一或第二静电保护二极管同样可作为电流逆向流动的路径。

就另一观点而言，本发明提出一种双向驱动的方法，包含：提供第一与第二集成电路芯片，分别与一待驱动的物体耦接，其中该第一与第二集成电路芯片各具有单向驱动物体的功能；在该第一与第二集成电路芯片中，分别各提供一逆向电流路径；以该第一集成电路芯片正向驱动该物体，此时电流逆向流过第二集成电路芯片；以及以该第二集成电路芯片反向驱动该物体，此时电流逆向流过第一集成电路芯片。

下面通过具体实施例详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。

附图说明

图1标出现有技术的控制马达转动的三线式模块；

图2以电路图形式示出本发明的第一个实施例；

图2A举例说明提供内部电源Vcc1、Vcc2的其中一种方式；

图3标出晶体管与寄生二极管的半导体结构；

图4标以电路图形式示出本发明的第二个实施例；

图5标出晶体管与静电防护二极管的半导体结构；

图6标出第一与第二芯片的接地接脚宜彼此绝缘；

图7以电路图形式示出本发明的第三个实施例。

图中符号说明

11 第一控制电路

12 第二控制电路

21 第一芯片

22 第二芯片

30 双向驱动集成电路(IC)

40 接地导线框

50 绝缘材料

B1 第一双载子晶体管

B2 第二双载子晶体管

D1 第一二极管

D2 第二二极管

DS 静电保护二极管

Gnd1 第一接地接脚

Gnd2 第二接地接脚

M 马达

PW1 第一电源接收节点

PW2 第二电源接收节点

Q1 第一晶体管

Q2 第二晶体管

Vcc1 第一内部电源

Vcc2 第二内部电源

具体实施方式

本说明书的图标均属示意，至于形状、大小则并未依照比例绘制。

请参考图2，其中以电路图形式显示本发明的一个实施例。如图所示，本实施例中，双向驱动集成电路IC 30将第一芯片21与第二芯片22整合于同一个IC内，其中第一与第二芯片分别包含第一与第二控制电路11、12，分别控制第一与第二晶体管Q1、Q2的开与关。双向驱动集成电路IC 30具有第一与第二电源接收节点PW1、PW2，可接收交流电源。第一芯片21的接地接脚Gnd1与第一电源接收节点PW1耦接，第二芯片22的接地接脚Gnd2与第二电源接收节点PW2耦接。此外第一与第二晶体管Q1、Q2分别和第一与第二二极管D1、D2反向并联，“反向并联”是指第一二极管D1的阳极-阴极方向与流过第一晶体管Q1的电流方向相反，第二二极管D2的阳极-阴极方向与流过第二晶体管Q2的电流方向相反，因此构成了逆向的电流路径。本实施例中第一与第二晶体管Q1、Q2为MOS晶体管，故第一与第二二极管D1、D2可以为第一与第二晶体管Q1、Q2的寄生二极管；以第一晶体管Q1为例，其半导体结构例如可如图3所示。但当然，第一与第二二极管D1、D2可以不为第一与第二晶体管Q1、Q2的寄生二极管，而为另外设置的二极管。

第一芯片21中，其第一控制电路11的内部电源Vcc1直接或间接来自第二电源接收节点PW2；第二芯片22中，其第二控制电路21的内部电源Vcc2直接或间接来自第一电源接收节点PW1。当需要驱动马达M正向转动时，由第一控制电路11驱动第一晶体管Q1以控制马达转动的电流，此时，电力由第二电源电源接收节点PW2经第二芯片22的接地接脚Gnd2、第二二极管D2、马达M、第一晶体管Q1、第一芯片21的接地接脚Gnd1而流通。此情况下第二控制电路12不动作，而第一控制电路11的内部电源Vcc1例如可通过图中虚线的路径来获得。

当需要驱动马达M反向转动时，其方式也相似，由第二控制电路12驱动第二晶体管Q2以控制马达转动的电流，此时，电力由第一电源电源接收节点PW1经第一芯片21的接地接脚Gnd1、第一二极管D1、马达M、第二晶体管Q2、第二芯片22的接地接脚Gnd2而流通。此情况下第一控制电路11不动作，而第二控制电路12的内部电源Vcc2例如可通过图中虚线的路径来获得。

当然，自第一电源接收节点PW1至内部电源Vcc2(或自第二电源接收节点PW2至内部电源Vcc1)的路径不限于图2所示，而可为任何其它方式，例如内部电源Vcc1可以直接与第二电源接收节点PW2耦接(内部电源Vcc2可以直接与第一电源接收节点PW1耦接)、或内部电源Vcc1可与马达M的上端耦接(内部电源Vcc2可与马达M的下端耦接)等。图2A举例显示另一种方式，其中两控制电路11、12的内部电源Vcc1、Vcc2对接，且在电源Vcc1、Vcc2与接地接脚Gnd1、Gnd2间分别设有反向(阳极-阴极方向与电源一接地方向相反)的二极管，此二极管例如可以为电路中本身所具有的寄生二极管。如此，同样可提供两控制电路11、12所需的内部电源Vcc1、Vcc2。

为避免或减低静电对半导体元件的损害，电路中常需使用静电保护二极管，根据本发明，亦可利用此静电保护二极管来作为逆向的电流路径，亦即除第一或第二晶体管的寄生二极管外可再包含与其并联的静电保护二极管；以第一芯片21为例，其电路例如可如图4所示。就半导体结构言，如第一或第二晶体管为NMOS晶体管，其实施的方法除了直接提供一个与其并联的第一或第二静电保护二极管DS外，也可在晶体管的漏极附近掺杂一个浓掺杂区P+(请参考图5，以NMOS为例)。详言之，该浓掺杂区P+与栅极另一端的源极形成一个二极管DS，一方面提供静电防护的作用，另方面也可作为双向驱动马达M时的逆向电流路径。

如前所述当第一晶体管Q1被驱动时，第二接地接脚Gnd2接收正电压而第一接地接脚Gnd1接地(或负电压)；当第二晶体管Q2被驱动时，第一接地接脚Gnd1接收正电压而第二接地接脚Gnd2接地(或负电压)。两接地接脚Gnd1、Gnd2不同电位，因此，虽然都为“接地”接脚，但不能短路相接，必须相互绝缘。绝缘的方式可为任何方式，只要使此两接脚不短路接触即可，但为便利整合封装，请参见图6，在封装时，第一芯片21与第二芯片22可借助一绝缘材料50彼此电性隔离，此绝缘材料50例如可为具黏性的绝缘胶，如此即可将两芯片与接地的导线框40接合而封装成为一个双向驱动IC。

前述实施例中的MOS晶体管Q1、Q2，可代换为双载子晶体管B1、B2，如图7所示，亦属本发明的范围。又，与MOS晶体管的实施例相同，自第一电源接收节点PW1至内部电源Vcc2(或自第二电源接收节点PW2至内部电源Vcc1)的路径不限于图7所示，而可为任何其它方式，请参照前述图2与图2A的说明。

前述各实施例所提出的双向驱动IC可用于控制马达或其它需要电流双向流动的应用场合，例如可用以驱动车辆的后视镜、投影机的布幕、光驱用以伸缩的支撑架、或电动门等等。

以上已针对较佳实施例来说明本发明，只是以上所述，仅为使本领域技术人员易于了解本发明的内容，并非用来限定本发明的权利范围。例如，本发明的第一晶体管与第二晶体管的组合并不限于两个都是MOS晶体管或两个都是双载子晶体管，其组合也可为一个MOS晶体管，一个双载子晶体管。此外，双向驱动IC中不限于仅有一个第一芯片、一个第二芯片，而可有更多数目的芯片。在本发明的相同精神下，本领域技术人员可以思及各种等效变化，均应包含在本发明的范围之内。

Claims

1.一种双向驱动集成电路，其特征在于，包含：

一个第一电源接收节点，供接收第一电源；

一个第二电源接收节点，供接收第二电源；

至少一个第一芯片与该第一电源接收节点耦接，所述的第一芯片包含：

一个第一晶体管；

一个与该第一晶体管并联的第一二极管，该第一二极管的阳极-阴极方向与该第一晶体管的电流方向相反；以及

一个第一控制电路，控制该第一晶体管的驱动，此第一控制电路直接或间接自第二电源接收电力；

至少一个第二芯片与该第二电源接收节点耦接，所述的第二芯片包含：

一个第二晶体管；

一个与该第二晶体管并联的第二二极管，该第二二极管的阳极-阴极方向与该第二晶体管的电流方向相反；以及

一个第二控制电路，控制该第二晶体管的驱动，此第二控制电路直接或间接自第一电源接收电力；

其中，当该第一电源为正电压时，电流经该第一二极管流至第二芯片，使该第二控制电路驱动该第二晶体管；

当该第二电源为正电压时，电流经该第二二极管流至第一芯片，使该第一控制电路驱动该第一晶体管，

该第一芯片具有一第一接地接脚与该第一电源接收节点耦接，该第二芯片具有一第二接地接脚与该第二电源接收节点耦接，且该第一接地接脚与第二接地接脚相互绝缘。

2.如权利要求1所述的双向驱动集成电路，其中，该第一芯片的第一接地接脚与第二芯片的第二接地接脚通过一绝缘胶而相互绝缘。

3.如权利要求1所述的双向驱动集成电路，其中，该第一芯片还包含一个第一静电保护二极管与该第一晶体管并联；或该第二芯片还包含一个第二静电保护二极管与该第二晶体管并联。

4.如权利要求1所述的双向驱动集成电路，其中，该第一晶体管为MOS晶体管，且该第一二极管为第一晶体管的寄生二极管；该第二晶体管为MOS晶体管，且该第二二极管为第二晶体管的寄生二极管。

5.如权利要求1所述的双向驱动集成电路，其中，该第一晶体管与第二晶体管为双载子晶体管。

6.一种如权利要求1所述的双向驱动集成电路的驱动方法，其特征在于，包含：

在该第一与第二芯片中，分别各提供一逆向电流路径；

以该第一芯片正向驱动一物体，此时电流逆向流过第二芯片；以及

以该第二芯片反向驱动该物体，此时电流逆向流过第一集成电路芯片。

7.如权利要求6所述的双向驱动的方法，其中，该物体为马达，用以驱动旋转车辆后视镜、投影机的布幕、光驱伸缩支撑架、或电动门。