CN107968089A - 静电防护电路、集成电路芯片及家用电器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种静电防护电路、集成电路芯片及家用电器，该静电防护电路包括待防护电路单元、输入静电防护单元及输出静电防护单元，所述输入静电防护单元连接在待防护电路单元的输入端与上一级电路之间，所述输出静电防护单元连接在待防护电路单元的输出端与下一级电路之间；通过在待防护电路单元的输入端增加输入静电防护单元，以及在待防护电路单元的输出端增加输出静电防护单元，可以有效抗击上级或者下级电路对待防护电路所产生的浪涌冲击。

Description

静电防护电路、集成电路芯片及家用电器
技术领域
本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种静电防护电路、集成电路芯片及家用电器。
背景技术
高压集成电路是一种带有欠压保护、逻辑控制等功能的栅极驱动电路，它将电力电子与半导体技术结合，逐渐取代传统的分立元件，越来越多地被应用在IGBT、大功率MOSFET的驱动领域。在HVIC(High Voltage Integrated Circuit，高压集成电路)设计时,ESD防护是必须考虑的重要环节。
目前主流的HVIC内ESD防护结构如图1所示：
该结构包括输入端的二极管(1)及二极管(2)，集成电路域(3)，输出端的二极管(4)及二极管(5)。
其保护机理为简单的输入输出二极管保护，该电路结构抗冲击能力有限。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种静电防护电路，旨在提高集成电路的抗冲击能力。
为实现上述目的，本发明提出的静电防护电路，包括待防护电路单元、输入静电防护单元及输出静电防护单元，所述输入静电防护单元连接在待防护电路单元的输入端与上一级电路之间，所述输出静电防护单元连接在待防护电路单元的输出端与下一级电路之间。
优选地，所述输入静电防护单元包括第一二极管及第一电阻，所述第一二极管的阳极与所述待防护电路单元的输入端、第一电阻的一端连接，第一二极管的阴极与供电电源连接，所述第一电阻的另一端与上一级电路连接。
优选地，所述输入静电防护单元还包括第二二极管，所述第二二极管的阴极与第一电阻、上一级电路之间的公共端连接，所述第二二极管的阳极接地。
优选地，所述输出静电防护单元包括第三二极管，所述第三二极管的阳极与所述待防护电路单元的输出端、下一级电路连接，所述第三二极管的阴极与供电电源连接。
优选地，所述输出静电防护单元还包括第四二极管，所述第四二极管的阴极与所述第三二极管的阳极连接，所述第四二极管的阳极接地。
优选地，所述输出静电防护单元还包括串联连接的第一反相器和第二反相器，所述第一反相器的输入端与所述待防护电路单元的输出端连接，所述第一反相器的输出端与所述第二反相器的输入端连接，所述第二反相器的输出端与所述第三二极管的阳极、第四二极管的阴极连接。
本发明还提供一种集成电路芯片，该芯片包括静电防护电路，该静电防护电路包括待防护电路单元、输入静电防护单元及输出静电防护单元，所述输入静电防护单元连接在待防护电路单元的输入端与上一级电路之间，所述输出静电防护单元连接在待防护电路单元的输出端与下一级电路之间。
此外，本发明还提供一种家用电器，其特征在于，包括如上所述的集成电路芯片，集成电路芯片参照上述实现，此处不再赘述。
优选地，所述家用电器为空调器或冰箱。
本发明技术方案的静电防护电路及包括其的集成电路芯片，该集成电路芯片中通常为HVIC(High Voltage Integrated Circuit，高压集成电路)，HVIC中的待防护电路单元通常包括具有欠压保护、逻辑控制等功能的栅极驱动电路，当该待防护电路单元遭受高电压、大电流、强电磁干扰、频繁插拔及高低温工作环境时，容易产生静电放电，此时，通过在待防护电路单元的输入端增加输入静电防护单元，以及在待防护电路单元的输出端增加输出静电防护单元，可以有效抗击上级或者下级电路对待防护电路所产生的浪涌冲击。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明现有技术静电防护电路的电路结构示意图；
图2为本发明静电防护电路一实施例的电路结构示意图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
100 待防护电路单元 D4 第四二极管
200 输入静电防护单元 R1 第一电阻
300 输出静电防护单元 Q1 第一反相器
D1 第一二极管 Q2 第二反相器
D2 第二二极管 VCC 供电电源
D3 第三二极管
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种静电防护电路。
参照图2，图2为本发明静电防护电路一实施例的结构示意图。
在本发明实施例中，如图2所述，该静电防护电路包括待防护电路单元100、输入静电防护单元200及输出静电防护单元300，所述输入静电防护单元200连接在待防护电路单元100的输入端VIN与上一级电路之间，所述输出静电防护单元300连接在待防护电路单元100的输出端VOUT与下一级电路之间。。
该静电防护电路通常应用于集成电路芯片中，尤其是HVIC(High VoltageIntegrated Circuit，高压集成电路)中，HVIC中的主电路模块即待防护电路单元100通常包括具有欠压保护、逻辑控制等功能的栅极驱动电路，当该待防护电路单元100遭受高电压、大电流、强电磁干扰、频繁插拔及高低温工作环境时，容易产生静电放电，此时，通过在待防护电路单元100的输入端VIN增加输入静电防护单元200，以及在待防护电路单元100的输出端VOUT增加输出静电防护单元300，可以有效抗击上级或者下级电路对待防护电路所产生的浪涌冲击。
具体地，所述输入静电防护单元200包括第一二极管D1及第一电阻R1，所述第一二极管D1的阳极与所述待防护电路单元100的输入端VIN、第一电阻R1的一端连接，第一二极管D1的阴极与供电电源VCC连接，所述第一电阻R1的另一端与上一级电路连接。
当上一级电路对待防护电路单元100的输入端VIN发生正向浪涌冲击时，通过第一二极管D1及第一电阻R1的共同作用，使得流向供电电源VCC的电流减小，从而降低待防护电路单元100发生Latch-up(闩锁效应)现象的可能性，即降低待防护电路单元100受到上级电路正向浪涌冲击而被破坏的可能性。
所述输入静电防护单元200还包括第二二极管D2，所述第二二极管D2的阴极与第一电阻R1、上一级电路之间的公共端连接，所述第二二极管D2的阳极接地。
当上一级电路对待防护电路单元100的输入端VIN发生负向浪涌冲击时，通过第二二极管D2及第一电阻R1的共同作用，使得流向供电电源VCC的电流也减小，从而也能降低待防护电路单元100发生Latch-up(闩锁效应)现象的可能性，即降低待防护电路单元100受到上级电路负向浪涌冲击而被破坏的可能性。
当然，通过输入静电防护单元200也可防止该待防护电路单元100对上级电路的反向浪涌冲击。
具体地，输出静电防护单元300包括第三二极管D3，所述第三二极管D3的阳极与所述待防护电路单元100的输出端VOUT、下一级电路连接，所述第三二极管D3的阴极与供电电源VCC连接。
当待防护电路单元100遭受正向浪涌冲击而被破坏时，通过第三二极管D3的作用，使得瞬间大电流通过第三二极管D3消耗，从而使得流向下级电路的电流减小，将损害保留在本级电路，有效降低下级电路遭受正向浪涌冲击而被破坏的可能性。
具体地，所述输出静电防护单元300还包括第四二极管D4，所述第四二极管D4的阴极与所述第三二极管D3的阳极连接，所述第四二极管D4的阳极接地。
当待防护电路单元100遭受负向浪涌冲击而被破坏时，通过第四二极管D4的作用，使得瞬间大电流通过第四二极管D4消耗，从而使得流向下级电路的电流减小，将损害保留在本级电路，有效降低下级电路遭受负向浪涌冲击而被破坏的可能性。
具体地，所述输出静电防护单元300还包括串联连接的第一反相器Q1和第二反相器Q2，所述第一反相器Q1的输入端与所述待防护电路单元100的输出端VOUT连接，所述第一反相器Q1的输出端与所述第二反相器Q2的输入端连接，所述第二反相器Q2的输出端与所述第三二极管D3的阳极、第四二极管D4的阴极连接。
通过两个串联的反相器，使得待防护电路单元100输出至下一级电路的有效信号保持不变，并且当下一级电路对待防护电路单元100的输出端VOUT发生反向浪涌冲击时，通过第一反相器Q1、第二反相器Q2的共同作用，隔离下一级电路对待防护电路单元100的浪涌冲击，降低待防护电路单元100受到下级电路浪涌冲击而被破坏的可能性。
本发明还提供一种集成电路芯片，该集成电路芯片包括上述静电防护电路，该静电防护电路的结构、工作原理以及所带来的有益效果，均参照上述实施例，在此不再赘述。
此外，本发明还提供一种家用电器，该家用电器可为空调器或冰箱，具体地，家用电器包括如上所述的集成电路芯片，故均参照上述静电防护电路的实施例，在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种静电防护电路，其特征在于，包括待防护电路单元、输入静电防护单元及输出静电防护单元，所述输入静电防护单元连接在待防护电路单元的输入端与上一级电路之间，所述输出静电防护单元连接在待防护电路单元的输出端与下一级电路之间。
2.如权利要求1所述的静电防护电路，其特征在于，所述输入静电防护单元包括第一二极管及第一电阻，所述第一二极管的阳极与所述待防护电路单元的输入端、第一电阻的一端连接，第一二极管的阴极与供电电源连接，所述第一电阻的另一端与上一级电路连接。
3.如权利要求2所述的静电防护电路，其特征在于，所述输入静电防护单元还包括第二二极管，所述第二二极管的阴极与第一电阻、上一级电路之间的公共端连接，所述第二二极管的阳极接地。
4.如权利要求1所述的静电防护电路，其特征在于，所述输出静电防护单元包括第三二极管，所述第三二极管的阳极与所述待防护电路单元的输出端、下一级电路连接，所述第三二极管的阴极与供电电源连接。
5.如权利要求4所述的静电防护电路，其特征在于，所述输出静电防护单元还包括第四二极管，所述第四二极管的阴极与所述第三二极管的阳极连接，所述第四二极管的阳极接地。
6.如权利要求5所述的静电防护电路，其特征在于，所述输出静电防护单元还包括串联连接的第一反相器和第二反相器，所述第一反相器的输入端与所述待防护电路单元的输出端连接，所述第一反相器的输出端与所述第二反相器的输入端连接，所述第二反相器的输出端与所述第三二极管的阳极、第四二极管的阴极连接。
7.一种集成电路芯片，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的静电防护电路。
8.一种家用电器，其特征在于，包括如权利要求7所述的集成电路芯片。
9.如权利要求8所述的家用电器，其特征在于，所述家用电器为空调器或冰箱。
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