CN112671206B - 开关电源及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及开关电源及其制作方法，该开关电源包括：第一芯片，第一芯片中包含有第一功率管和驱动控制模组中的第一部分电路；与第一芯片电连接的第二芯片，第二芯片中包含有第二功率管和驱动控制模组中的第二部分电路，其中，第一芯片为采用双BCD工艺制造的BCD器件，第二芯片为采用LDMOS工艺制造的LDMOS器件或者是VDMOS工艺制造的VDMOS器件，其中，第一功率管、第二功率管和驱动控制模组均为开关电源的工作电路。本公开能够节省开关电源的制造成本。

Description

开关电源及其制作方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及开关电源及其制作方法。

背景技术

在消费电子工业中，开关电源和变换器由于其紧凑的尺寸，较轻的重量，同时通常具有很高的效率，越来越受到市场的欢迎。在便携式应用设备中尤其是这样，这类设备中，紧凑的尺寸，较低的成本，较轻的重量和较长的电池寿命都是很重要的考虑方向。

目前大电流的开关电源(如为降压变换器)芯片设计，主要有两种方案。一种是把控制电路芯片和两个分立功率MOS管(第一功率管和第二功率管)合封在一起来制作，成本较低，但是分立功率MOS管的寄生电容、电感较大，峰值效率较差。另外一种是用BCD工艺把控制电路芯片和功率MOS管集成在一个芯片上来实现，其峰值效率较高，但是因为芯片使用的BCD工艺相比制造步骤较多，成本较高。

因此，有必要提供改进的技术方案以克服现有技术中存在的以上技术问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种开关电源及其制作方法，能够节省开关电源的制造成本。

第一方面，根据本发明提供的一种开关电源，包括：第一功率管、第二功率管和驱动控制模组，所述驱动控制模组用于控制所述第一功率管和所述第二功率管的工作状态，且所述第一功率管的一端接收到输入信号，所述第二功率管的一端连接到参考地，其中，

所述第一功率管和所述驱动控制模组中的第一部分电路位于所述开关电源的第一芯片中；

所述第二功率管和所述驱动控制模组中的第二部分电路位于所述开关电源的第二芯片中；

所述第一芯片与所述第二芯片电连接，

其中，所述第一芯片为双极型-互补金属氧化物半导体-双扩散金属氧化物半导体(BCD)器件，所述第二芯片为横向双扩散金属氧化物半导体(LDMOS)器件或者为纵向双扩散金属氧化物半导体(VDMOS)器件。

可选地，所述驱动控制模组包括：PWM解析电路、第一电平移位电路、第二电平移位电路、与所述第一电平移位电路连接的第一功率管驱动电路、与所述第二电平移位电路连接的第二功率管驱动电路，

其中，所述第二功率管驱动电路中包含有所述第二功率管的下拉控制管。

可选地，所述第一部分电路包括所述PWM解析电路、所述第一电平移位电路、所述第二电平移位电路、所述第一功率管驱动电路，

所述第二部分电路包括所述第二功率管驱动电路。

可选地，所述第一部分电路包括所述第一功率管驱动电路、所述第一电平移位电路；

所述第二部分电路包括所述PWM解析电路、所述第二电平移位电路、所述第二功率管驱动电路。

可选地，所述驱动控制模组包括电流检测电路和温度检测电路，所述电流检测电路和温度检测电路位于所述第一芯片中。

可选地，所述驱动控制模组包括电流检测电路和温度检测电路，所述电流检测电路和温度检测电路位于所述第二芯片中。

可选地，所述第二芯片中还包括有：

用于对所述第二功率管电流检测的电流采样MOS管；以及

用于对所述第二功率管温度监控的温度检测二极管。

第二方面，根据本发明提供的一种开关电源，包括：第一功率管、第二功率管、下拉控制管和驱动控制模组，所述驱动控制模组用于控制所述第一功率管和所述第二功率管的工作状态，且所述第一功率管的一端接收到输入信号，所述第二功率管的一端连接到地，其特征在于，

所述第一功率管和所述驱动控制模组中的第一部分电路位于所述开关电源的第一芯片中；

所述驱动控制模组中的第二部分电路位于所述开关电源的第二芯片中；

所述第二芯片分别与所述第一芯片和所述第二功率管电连接；

所述第二功率管与所述下拉控制管电连接，

其中，所述第一芯片为BCD器件，所述第二功率管和所述下拉功率管均为MOSFET器件，所述第二芯片为LDMOS器件或者为VDMOS器件。

可选地，所述驱动控制模组包括：PWM解析电路、第一电平移位电路、第二电平移位电路、与所述第一电平移位电路连接的第一功率管驱动电路、与所述第二电平移位电路连接的第二功率管驱动电路。

可选地，所述第一部分电路包括所述PWM解析电路、所述第一电平移位电路、所述第二电平移位电路、所述第一功率管驱动电路；

所述第二部分电路包括所述第二功率管驱动电路。

第三方面，根据本发明提供的一种开关电源的制作方法，所述开关电源包括：第一功率管、第二功率管和驱动控制模组，所述驱动控制模组用于控制所述第一功率管和所述第二功率管的工作状态，且所述第一功率管的一端接收到输入信号，所述第二功率管的一端连接到地，所述制作方法包括：

采用BCD工艺将所述第一功率管和所述驱动控制模组中的第一部分电路集成于第一芯片中；

采用LDMOS工艺或者VDMOS工艺将所述第二功率管和所述驱动控制模组中的第二部分电路集成于第二芯片中；

采用倒装或打线封装的形式将所述第一芯片和所述第二芯片进行合封。

可选地，所述驱动控制模组包括：PWM解析电路、第一电平移位电路、第二电平移位电路、与所述第一电平移位电路连接的第一功率管驱动电路、与所述第二电平移位电路连接的第二功率管驱动电路，

其中，所述第二功率管驱动电路中包含有所述第二功率管的下拉控制管。

可选地，所述第一部分电路包括所述PWM解析电路、所述第一电平移位电路、所述第二电平移位电路、所述第一功率管驱动电路；

所述第二部分电路包括所述第二功率管驱动电路。

可选地，所述第一部分电路包括所述第一功率管驱动电路、所述第一电平移位电路；

所述第二部分电路包括所述第二功率管驱动电路、所述PWM解析电路、所述第二电平移位电路。

可选地，所述第一芯片中还包括有：电流检测电路和温度检测电路。

可选地，所述第二芯片中还包括有：电流检测电路和温度检测电路。

可选地，采用LDMOS工艺或者VDMOS工艺将所述第二功率管和所述驱动控制模组中的第二部分电路集成于第二芯片中的情况下，还包括：

将电流采样MOS管和温度检测二极管集成于所述第二芯片，以实现对所述第二功率管的电流检测和温度检测。

第四方面，根据本发明提供的一种开关电源的制作方法，所述开关电源包括：第一功率管、第二功率管、下拉控制管和驱动控制模组，所述驱动控制模组用于控制所述第一功率管和所述第二功率管的工作状态，且所述第一功率管的一端接收到输入信号，所述第二功率管的一端连接到地，所述制作方法包括：

采用BCD工艺将所述第一功率管和所述驱动控制模组中的第一部分电路集成于第一芯片中；

采用LDMOS工艺或者VDMOS工艺将所述驱动控制模组中的第二部分电路集成于第二芯片中；

将所述第一芯片、所述第二芯片、所述第二功率管和所述下拉控制管进行合封。

可选地，所述驱动控制模组包括：PWM解析电路、第一电平移位电路、第二电平移位电路、与所述第一电平移位电路连接的第一功率管驱动电路、与所述第二电平移位电路连接的第二功率管驱动电路，

所述第一部分电路包括所述PWM解析电路、所述第一电平移位电路、所述第二电平移位电路、所述第一功率管驱动电路；

所述第二部分电路包括所述第二功率管驱动电路。

本发明的有益效果是：本公开涉及开关电源及其制作方法，采用工艺步骤相对复杂的BCD工艺将第一功率管和包含第一电平移位电路、第二电平移位电路和PWM解析电路、第一功率管驱动电路、第二功率管驱动电路、电流检测电路和温度检测电路的驱动控制模组中的第一部分电路集成设置成第一芯片，采用工艺步骤相对简单的LDMOS工艺或VDMOS工艺将第二功率管和驱动控制模组中的第二部分电路集成设置成第二芯片。由于第二功率管的电阻很小，因此第二功率管在单芯片中的占比会较大，如此，采用相对简单的LDMOS工艺或VDMOS工艺制作第二功率管相对采用正常BCD工艺的单芯片方案而言，能够有效的降低制造成本，同时制作第一功率管时采用BCD工艺，也能够获得较高的峰值效率，确保开关电源的高效运行。

将包含有下拉控制管的第二功率管驱动电路和第二功率管集成在同一个芯片中，提高了对第二功率管的控制能力。

在包含有第二功率管的第二芯片中进一步集成电流采样MOS管和温度检测二极管，能够实现对第二功率管的独自电流检测和温度检测，进而更全面和准确的对开关电源的工作情况进行检测。

采用两个MOS管分别对第二功率管的正电流和负向电流进行检测，提高了检测结果的准确性。

采用LDMOS工艺或VDMOS工艺将第一电平移位电路、第二电平移位电路、WM解析电路和负责电流及温度检测的电路和第二功率管集成在一起，同时采用BCD工艺仅将第一功率管和控制第一功率管工作的第一功率管驱动电路及部分控制电路集成在一起，能够更进一步的减小第一芯片的面积，使得制造成本更优。

采用工艺步骤相对复杂的BCD工艺将第一功率管和包含第一电平移位电路、第二电平移位电路、PWM解析电路、第一功率管驱动电路、第二功率管驱动电路、电流检测电路和温度检测电路的驱动控制模组中的第一部分电路集成设置成第一芯片，采用工艺步骤相对简单的LDMOS工艺或VDMOS工艺将驱动控制模组中的第二部分电路集成设置成第二芯片，同时采用分立的MOSFET器件作为第二功率管和第二功率管的下拉控制管，能够在确保开关电源具有较高的峰值效率的同时，极大程度地降低制作成本。

应当说明的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1示出根据本公开第一实施例提供的开关电源的结构示意图；

图2示出根据本公开第二实施例提供的开关电源的结构示意图；

图3示出根据本公开第三实施例提供的开关电源的结构示意图；

图4示出根据本公开实施例提供的一种开关电源的制作方法的流程框图；

图5示出根据本公开实施例提供的另一种开关电源的制作方法的流程框图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反的，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

下面，参照附图对本发明进行详细说明。

图1示出根据本公开第一实施例提供的开关电源的结构示意图，图2示出根据本公开第二实施例提供的开关电源的结构示意图，图3示出根据本公开第三实施例提供的开关电源的结构示意图。本实施例中以Buck降压型开关电源为例进行说明，第一功率管为上功率管Q1，第二功率管为下功率管Q2，本领域技术人员可知，所述开关电源也可以为升压型、升降压型、反激式、正激式等合适的拓扑结构开关电源。

参考图1至图3，基于本公开的开关电源100，其工作电路包括但不限于：第一功率管Q1、第二功率管Q2和驱动控制模组，该驱动控制模组分别与第一功率管Q1和第二功率管Q2连接，用于控制第一功率管Q1和第二功率管Q2的工作状态，且第一功率管Q1的一端接收到输入信号，第二功率管Q2的一端连接到参考地，即第一功率管Q1为开关电源的主功率管。进一步的，驱动控制模组包括：第一功率管驱动电路1、第二功率管驱动电路2、多个控制电路(包括但不限于第一电平移位电路4、第二电平移位电路5和PWM解析电路6，其中，第二电平移位电路5种可包含有死区时间控制电路3)、电流检测电路7和温度检测电路8。

需要说明的是，本文中的驱动控制模组为为便于对本公开技术方案的说明而描绘的词语，其实际表示为开关电源100中配合第一功率管Q1和第二功率管Q2以共同实现降压变换功能的其它电路和器件的统称。此不应作为对本发明的限制。

其中，在本公开实施例中，第一功率管Q1和第二功率管Q2例如为依次串联于信号输入端VIN和参考地之间，第一功率管Q1和第二功率管Q2分别基于第一驱动信号和第二驱动信号于其连接节点产生电压信号SW，该电压信号SW经由如电感和输出电容后产生后级电路或负载所需的降压后的输出电压信号；第一功率管驱动电路1与第一功率管Q1的栅极连接，用以向第一功率管Q1提供第一驱动信号；第二功率管驱动电路2与第二功率管Q2的栅极连接，用以向第二功率管Q2提供第二驱动信号；多个控制电路用以产生诸如第一功率管驱动电路1和第二功率管驱动电路2所需的若干信号，以配合第一功率管驱动电路1和第二功率管驱动电路2更好的实现对输入信号的降压输出，其中，死区时间控制电路3用于产生死区时间控制信号，对系统的死区时间进行控制以避免第一功率管Q1和第二功率管Q2同时导通；PWM解析电路6用以对初始脉冲调节信号PWM解析以产生第一控制信号TG和第二控制信号BG；第一电平移位电路4和第二电平移位电路5用以分别根据第一控制信号TG和第二控制信号BG产生第一功率管驱动电路1和第二功率管驱动电路2所需的第一驱动控制信号和第二驱动控制信号BG_P；电流检测电路7用以实现对开关电源100系统的电流检测；温度检测电路8用以实现对开关电源100系统的温度检测。

实施例一

参考图1，本实施例中，开关电源100包括第一芯片10以及与第一芯片10电连接的第二芯片20。其中，第一芯片10中集成有上述开关电源100中的第一功率管Q1和驱动控制模组中的第一部分电路。第二芯片20中集成有上述开关电源100中的第二功率管Q2和驱动控制模组中的第二部分电路。进一步的，第一芯片10为采用双极型-互补金属氧化物半导体-双扩散金属氧化物半导体(BCD)工艺制造的BCD器件，第二芯片20为采用横向双扩散金属氧化物半导体(LDMOS)工艺制造的LDMOS器件，或为采用纵向双扩散金属氧化物半导体(VDMOS)工艺制造的VDMOS器件。

BCD工艺是一种单片集成工艺技术，这种技术能够在同一芯片上制作双极型晶体管(Bipolar)，互补金属氧化物半导体(CMOS)和双扩散金属氧化物半导体场效应管(DMOS)器件。BCD工艺把Bipolar和CMOS器件同时制作在同一芯片上，它综合了双极型晶体管器件高跨导、强负载驱动能力和CMOS集成度高、低功耗的优点，使其互相取长补短，发挥各自的优点。更为重要的是，它集成了DMOS(包括LDMOS或VDMOS)功率器件，DMOS可以在开关模式下工作，功耗极低。不需要昂贵的封装和冷却系统就可以将大功率传递给负载。低功耗是BCD工艺的一个主要优点之一。整合过的BCD工艺制程，可大幅降低功率耗损，提高系统性能，节省电路的封装费用，并具有更好的可靠性。但由于BCD工艺所需集成的器件种类繁多，因此所需要的工艺步骤会较多，会增加一定的制造成本。而相对于BCD工艺，LDMOS工艺或VDMOS工艺相对简单，成本也相对较低。因此本公开中分别采用BCD工艺进行开关电源100中的第一芯片10的集成，采用LDMOS工艺或VDMOS工艺进行第二工艺20的集成，在确保开关电源100具有较高集成度和较高的峰值效率的同时，也有效的降低了制造成本。

进一步地，本实施例中，第一部分电路包括第一电平移位电路4、第二电平移位电路5和PWM解析电路6、第一功率管驱动电路1、电流检测电路7和温度检测电路8；第二部分电路包括第二功率管驱动电路2，以及第二功率管驱动电路2中包含的第二功率管Q2的下拉控制管，该下拉控制管用于基于下拉信号对第二功率管Q2的栅极电位进行下拉。

示例性的，本实施例中，集成后的第一芯片10包括信号输入管脚VIN、初始脉冲调制信号PWM输入管脚、电源信号VDRV输入管脚、电流检测信号输出管脚ISNS、温度检测信号输出管脚TSNS、电压信号SW输出管脚、第二驱动控制信号BG_P输出管脚和参考地管脚PGND。集成后的第二芯片20包括电压信号SW输出管脚、第二驱动控制信号BG_P输入管脚、参考地管脚PGND和电源信号VDRV输入管脚。其中，第一芯片10的第二驱动控制信号BG_P输出管脚与第二芯片20的第二驱动控制信号BG_P输入管脚电连接，第一芯片10的电压信号SW输出管脚与第二芯片20的电压信号SW输出管脚电连接。

在第一芯片10中，电源信号VDRV可经由滤波网络(例如包括第一电阻R1和第一电容C1)后产生供电信号VCC，为第一芯片10中的至少部分电路进行供电。同时，电源信号VDRV可经由第一二极管D1后与节点BST连接，节点BST例如还可通过自举电容C2耦接至电压信号SW输出管脚，进而在节点BST上产生第一芯片10中的至少部分功率开关和电路所需的供电电压。电流检测电路7分别与信号输入管脚VIN、电压信号SW输出管脚和参考地管脚PGND连接，用以实现对开关电源100系统的电流检测后于电流检测信号输出管脚ISNS输出相应的电流检测结果。温度检测电路8用以实现对开关电源100系统的温度检测后于温度检测信号输出管脚TSNS输出相应的电流检测结果。本实施例中，第一芯片10还通过第二驱动控制信号BG_P输出管脚向第二芯片20中的第二功率管驱动电路2提供第二驱动控制信号BG_P。

本实施例中，第二芯片20中由于同时集成有第二功率管Q2及包含其下拉控制管的第二功率管驱动电路2，因此可作为一个整体进而更好的实现对第二功率管Q2的智能控制，在增强对第二功率管Q2的控制能力的同时，也能够有效的防止第二功率管Q2的误开启。

实施例二

本实施例中提供的开关电源100如图2所示。

具体地，本实施所提供的开关电源100基本采用与上述实施例一相同的结构，因此不再赘述。

区别之处在于：本实施例中，在第二芯片20中还集成有用于实现对第二功率管Q2电流检测的电流采样MOS管；以及用于实现对第二功率管Q2温度监控的温度检测二极管D2。如此，能够实现对第二功率管Q2的独自电流检测和温度检测，进而更全面和准确的对开关电源的工作情况进行检测。进一步地，电流采样MOS管包括：第一MOS管Q3和第二MOS管Q4。第一MOS管Q3用以实现对第二功率管Q2的正电流检测，第二MOS管Q4用以实现对第二功率管Q2的负电流检测。

其中，第一MOS管Q3的源漏极分别与第二芯片20的电压信号SW输出管脚和第二芯片20的第一电流检测信号输出管脚连接，第二MOS管Q4的源漏极分别与第二芯片20的参考地管脚PGND和第二电流检测信号输出管脚连接，温度检测二极管D2的阳极与第二芯片20的温度检测信号输出管脚连接，温度检测二极管D2的阴极与第二芯片20的参考地PGND输出管脚连接。可以理解的是，本实施例中，第二芯片20的第一电流检测信号输出管脚、第二电流检测信号输出管脚和温度检测信号输出管脚分别与第一芯片10的第一电流检测信号输入管脚、第二电流检测信号输入管脚和温度检测信号输入管脚连接，进而通过第一芯片10的第一电流检测信号输入管脚、第二电流检测信号输入管脚和温度检测信号输入管脚向第一芯片10中集成的电流检测电路7和温度检测电路8提供相应的正、负电流检测信号和温度检测信号。

进一步的，温度检测电路8为选取第二芯片20输出至温度检测电路8的温度检测信号所对应的第一温度和温度检测电路8自身监控获得第二温度中的最大值输出至第一芯片100的温度检测信号输出管脚TSNS。

本实施例中，在第二芯片20采用两个MOS管分别对第二功率管的正电流和负向电流进行检测，能够提高检测结果的准确性。同时将第二芯片20集成为进一步具有电流检测功能和温度检测功能的智能管，使得第二芯片在能够有效防止第二功率管误开启的同时，也能够为第二功率管提供更加准确的电流和温度检测，进一步提高了本公开中开关电源的工作性能和可靠度。

实施例三

本实施例中提供的开关电源100如图3所示。

具体地，本实施所提供的开关电源100基本采用与上述实施例一和上述实施例二中的任一实施例相同的结构，因此不再赘述。

区别之处在于：本实施例中，第一部分电路包括第一功率管驱动电路1和多个控制电路中的部分电路(如第一电平移位电路4)；第二部分电路包括第二功率管驱动电路2、多个控制电路中的另一部分电路(如第二电平移位电路5和PWM解析电路6)、电流检测电路7和温度检测电路8，其中，第二功率管驱动电路2中包含有第二功率管Q2的下拉控制管。

示例性的，本实施例中，集成后的第一芯片10包括信号输入管脚VIN、电压信号SW输出管脚、电源信号VDRV输入管脚和第一控制信号TG输入管脚。集成后的第二芯片20包括初始脉冲调制信号PWM输入管脚、电源信号VDRV输入管脚、电流检测信号输出管脚ISNS、温度检测信号输出管脚TSNS、第一控制信号TG输出管脚、参考地管脚PGND和电压信号SW输出管脚。其中，第一芯片10的第一控制信号TG输入管脚与第二芯片20的第一控制信号TG输出管脚电连接，第一芯片10的电压信号SW输出管脚与第二芯片20的电压信号SW输出管脚电连接。第二芯片20通过第一控制信号TG输出管脚向第一芯片10中的第一电平移位电路4提供第一控制信号TG。

在第一芯片10中，电源信号VDRV可经由第一二极管D1后与节点BST连接，节点BST例如还可通过自举电容C2耦接至电压信号SW输出管脚，进而在节点BST上产生第一芯片10中的至少部分功率开关和电路所需的供电电压。

在第二芯片20中，电源信号VDRV可经由滤波网络(例如包括第一电阻R1和第一电容C1)后产生供电信号VCC，为第一芯片10中的至少部分电路进行供电。电流检测电路7分别与信号输入管脚VIN、电压信号SW输出管脚和参考地管脚PGND连接，或通过第一MOS管Q3和第二MOS管Q4分别与电压信号SW输出管脚和参考地管脚PGND连接，用以实现对开关电源100系统的电流检测后于电流检测信号输出管脚ISNS输出相应的电流检测结果。温度检测电路8用以实现对开关电源100系统的温度检测后于温度检测信号输出管脚TSNS输出相应的电流检测结果。

本实施例中，采用LDMOS工艺或VDMOS工艺将第一电平移位电路、第二电平移位电路、PWM解析电路、负责电流及温度检测的电路和第二功率管集成在一起，同时采用BCD工艺仅将第一功率管和控制第一功率管工作的第一功率管驱动电路及部分控制电路集成在一起，更进一步的减小了第一芯片的面积，使得制造成本更优。

实施例四

本实施例中提供了另一种开关电源。具体地，本实施所提供的开关电源基本采用与上述实施例一相同的结构，因此不再赘述。

区别之处在于：本实施例中，开关电源包括：第一芯片，该第一芯片中集成有第一功率管和驱动控制模组中的第一部分电路；与该第一芯片电连接的第二功率管；与该第二功率管电连接的下拉控制管；以及分别与第一芯片和第二功率管电连接的第二芯片，该第二芯片中集成有驱动控制模组中的第二部分电路。其中，第一芯片为采用BCD工艺制造的BCD器件，第二功率管和下拉功率管均为分立的MOSFET器件，第二芯片为采用LDMOS工艺制造的LDMOS器件或为采用VDMOS工艺制造的VDMOS器件。

进一步地，本实施例中，第一部分电路包括第一电平移位电路4、第二电平移位电路5和PWM解析电路6、第一功率管驱动电路、电流检测电路和温度检测电路；第二部分电路包括第二功率管驱动电路。

本实施例中，采用工艺步骤相对复杂的BCD工艺将第一功率管和包含第一电平移位电路4、第二电平移位电路5和PWM解析电路6、第一功率管驱动电路、第二功率管驱动电路、电流检测电路和温度检测电路的驱动控制模组中的第一部分电路集成设置成第一芯片，采用工艺步骤相对简单的LDMOS工艺或VDMOS工艺将驱动控制模组中的第二部分电路集成设置成第二芯片，同时采用分立的MOSFET器件作为第二功率管和第二功率管的下拉控制管，能够在确保开关电源具有较高的峰值效率的同时，极大程度地降低制作成本。

应当理解的是，在本公开的其它实施例中，也可仅采用BCD工艺制造如上述实施例一或实施例四中的第一芯片，而将第二功率管、下拉功率管和第二功率管驱动电路均制作为分立的器件，如此，也能够节省一定的制作成本。此处不再赘述。

图4示出根据本公开实施例提供的一种开关电源的制作方法的流程框图，图5示出根据本公开实施例提供的另一种开关电源的制作方法的流程框图。

参考图4，本实施例所提供的开关电源的制作方法可用来制作如上述实施例一至三中任一实施例所示的开关电源。具体包括执行步骤S11至步骤S13。

其中，关于开关电源100的工作电路可参考上述实施例一，此处不再赘述。在步骤S11中，采用BCD工艺将第一功率管和驱动控制模组中的第一部分电路集成于第一芯片中。

在步骤S12中，采用LDMOS工艺或VDMOS工艺将第二功率管和驱动控制模组中的第二部分电路集成于第二芯片中。

当制作如上述实施例一所示的开关电源100时，驱动控制模组中的第一部分电路包括：第一电平移位电路4、第二电平移位电路5和PWM解析电路6、第一功率管驱动电路1、电流检测电路7和温度检测电路8。第二部分电路包括第二功率管驱动电路2，以及第二功率管驱动电路2中包含有第二功率管Q2的下拉控制管。

当制作如上述实施例三所示的开关电源100时，驱动控制模组中的第一部分电路包括：第一功率管驱动电路1和多个控制电路中的部分电路(如第一电平移位电路4)；第二部分电路包括第二功率管驱动电路2、多个控制电路中的另一部分电路(如第二电平移位电路5和PWM解析电路6)、电流检测电路7和温度检测电路8，以及第二功率管驱动电路2中包含有第二功率管Q2的下拉控制管。

当制作如上述实施例二所示的开关电源100时，在步骤S12中还包括将电流采样MOS管和温度检测二极管集成于第二芯片，以实现对第二功率管的电流检测和温度检测。其中，电流采样MOS管包括：第一MOS管Q3和第二MOS管Q4。第一MOS管Q3用以实现对第二功率管Q2的正电流检测，第二MOS管Q4用以实现对第二功率管Q2的负电流检测。

在步骤S13中，采用倒装或打线封装的形式将第一芯片和第二芯片进行合封。

可以理解的是，再将上述第一芯片和第二芯片进行合封以完成对开关电源的制作时，所采用的封装工艺包括但不限于采用倒装或打线封装的形式。

采用该开关电源的制作方法，在确保开关电源100具有较高集成度和较高的峰值效率的同时，也有效的降低了制造成本。同时，第二芯片可作为一个智能第二功率管整体，更好的实现对第二功率管Q2的智能控制，在增强对第二功率管Q2的控制能力的同时，也能够有效的防止第二功率管Q2的误开启。

参考图5，本实施例所提供的开关电源的制作方法可用来制作如上述实施例四所示的开关电源。具体包括执行步骤S21至步骤S23。

其中，关于开关电源100的工作电路可参考上述实施例四，此处不再赘述。在步骤S21中，采用BCD工艺将第一功率管和驱动控制模组中的第一部分电路集成于第一芯片中。

在步骤S22中，采用LDMOS工艺或VDMOS工艺将驱动控制模组中的第二部分电路集成于第二芯片中。

当制作如上述实施例四所示的开关电源100时，驱动控制模组中的第一部分电路包括：第一电平移位电路4、第二电平移位电路5和PWM解析电路6、第一功率管驱动电路1、电流检测电路7和温度检测电路8。第二部分电路包括第二功率管驱动电路2，但是在该第二功率管驱动电路2中不包含第二功率管Q2的下拉控制管。

在步骤S23中，将第一芯片、第二芯片、第二功率管和下拉控制管进行合封。

可以理解的是，再将上述第一芯片和第二芯片进行合封以完成对开关电源的制作时，所采用的封装工艺包括但不限于采用倒装或打线封装的形式。

采用该开关电源的制作方法，由于将第二功率管和第二功率管的下拉控制管均只作为分立的MOSFET器件，在确保开关电源具有较高的峰值效率的同时，能够极大程度地降低制作成本。

应当理解的是，在本公开实施例所提供的其它开关电源的制作方法中，也可仅采用BCD工艺制造如上述实施例一或实施例四中的第一芯片，而将第二功率管、下拉功率管和第二功率管驱动电路均制作为分立的器件，如此，也能够节省一定的制作成本。此处不再赘述。

需要说明的是，BCD工艺和LDMOS工艺或VDMOS工艺的具体工艺制作步骤均为公知的，因此本文中不做具体描述。

还需说明的是，本申请中所公开的技术方案还可应用于其他诸如降压变换器、升压变换器等具有与开关电源类似的电路结构(如均包含有第一功率管和第二功率管，且第一功率管的一端接收到输入信号，第二功率管的一端连接到参考地)的场景中，只要采用与本申请所公开的技术方案相同或相似的构思的，均应在本申请的保护范围之内。

综上，本公开中采用工艺步骤相对复杂的BCD工艺将第一功率管和包含第一电平移位电路、第二电平移位电路和PWM解析电路、第一功率管驱动电路、第二功率管驱动电路、电流检测电路和温度检测电路的驱动控制模组中的第一部分电路集成设置成第一芯片，采用工艺步骤相对简单的LDMOS工艺或VDMOS工艺将第二功率管和驱动控制模组中的第二部分电路集成设置成第二芯片。由于第二功率管的电阻很小，因此第二功率管在单芯片中的占比会较大，如此，采用相对简单的LDMOS工艺或VDMOS工艺制作第二功率管相对采用正常BCD工艺的单芯片方案而言，能够有效的降低制造成本，同时制作第一功率管时采用BCD工艺，也能够获得较高的峰值效率，确保开关电源的高效运行。

应当说明的是，在本文中，所含术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (14)

1.一种开关电源，包括：第一功率管、第二功率管和驱动控制模组，所述驱动控制模组用于控制所述第一功率管和所述第二功率管的工作状态，且所述第一功率管的一端接收到输入信号，所述第二功率管的一端连接到参考地，其中，

所述第一功率管和所述驱动控制模组中的第一部分电路位于所述开关电源的第一芯片中，第一部分电路包括第一功率管驱动电路；

所述第二功率管和所述驱动控制模组中的第二部分电路位于所述开关电源的第二芯片中，第二部分电路包括第二功率管驱动电路；

所述第一芯片与所述第二芯片电连接，

其中，所述第一芯片为双极型-互补金属氧化物半导体-双扩散金属氧化物半导体(BCD)器件，所述第二芯片为横向双扩散金属氧化物半导体(LDMOS)器件或者为纵向双扩散金属氧化物半导体(VDMOS)器件；第一功率管为开关电源的主功率管，所述第二功率管为整流管。

2.根据权利要求1所述的开关电源，其中，所述驱动控制模组包括：PWM解析电路、第一电平移位电路、第二电平移位电路、与所述第一电平移位电路连接的第一功率管驱动电路、与所述第二电平移位电路连接的第二功率管驱动电路，

其中，所述第二功率管驱动电路中包含有所述第二功率管的下拉控制管。

3.根据权利要求2所述的开关电源，其中，所述第一部分电路包括所述PWM解析电路、所述第一电平移位电路、所述第二电平移位电路、所述第一功率管驱动电路，

所述第二部分电路包括所述第二功率管驱动电路。

4.根据权利要求2所述的开关电源，其中，所述第一部分电路包括所述第一功率管驱动电路、所述第一电平移位电路；

所述第二部分电路包括所述PWM解析电路、所述第二电平移位电路、所述第二功率管驱动电路。

5.根据权利要求3所述的开关电源，其中，所述驱动控制模组包括电流检测电路和温度检测电路，所述电流检测电路和温度检测电路位于所述第一芯片中。

6.根据权利要求4所述的开关电源，其中，所述驱动控制模组包括电流检测电路和温度检测电路，所述电流检测电路和温度检测电路位于所述第二芯片中。

7.根据权利要求5和6中任一项所述的开关电源，其中，所述第二芯片中还包括有：

用于对所述第二功率管电流检测的电流采样MOS管；以及

用于对所述第二功率管温度监控的温度检测二极管。

8.一种开关电源的制作方法，其中，所述开关电源包括：第一功率管、第二功率管和驱动控制模组，所述驱动控制模组用于控制所述第一功率管和所述第二功率管的工作状态，且所述第一功率管的一端接收到输入信号，所述第二功率管的一端连接到地，所述制作方法包括：

采用BCD工艺将所述第一功率管和所述驱动控制模组中的第一部分电路集成于第一芯片中，第一部分电路包括第一功率管驱动电路；

采用LDMOS工艺或者VDMOS工艺将所述第二功率管和所述驱动控制模组中的第二部分电路集成于第二芯片中，第二部分电路包括第二功率管驱动电路；

其中，第一功率管为开关电源的主功率管，所述第二功率管为整流管；

采用倒装或打线封装的形式将所述第一芯片和所述第二芯片进行合封。

9.根据权利要求8所述的开关电源的制作方法，其中，所述驱动控制模组包括：PWM解析电路、第一电平移位电路、第二电平移位电路、与所述第一电平移位电路连接的第一功率管驱动电路、与所述第二电平移位电路连接的第二功率管驱动电路，

其中，所述第二功率管驱动电路中包含有所述第二功率管的下拉控制管。

10.根据权利要求9所述的开关电源的制作方法，其中，所述第一部分电路包括所述PWM解析电路、所述第一电平移位电路、所述第二电平移位电路、所述第一功率管驱动电路；

所述第二部分电路包括所述第二功率管驱动电路。

11.根据权利要求10所述的开关电源的制作方法，其中，所述第一部分电路包括所述第一功率管驱动电路、所述第一电平移位电路；

所述第二部分电路包括所述第二功率管驱动电路、所述PWM解析电路、所述第二电平移位电路。

12.根据权利要求10所述的开关电源的制作方法，其中，所述第一芯片中还包括有：电流检测电路和温度检测电路。

13.根据权利要求11所述的开关电源的制作方法，其中，所述第二芯片中还包括有：电流检测电路和温度检测电路。

14.根据权利要求12和13中任一项所述的开关电源的制作方法，其中，采用LDMOS工艺或者VDMOS工艺将所述第二功率管和所述驱动控制模组中的第二部分电路集成于第二芯片中的情况下，还包括：

将电流采样MOS管和温度检测二极管集成于所述第二芯片，以实现对所述第二功率管的电流检测和温度检测。

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