CN210927094U - 一种新型多路驱动集成电路芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型多路驱动集成电路芯片，包括芯片本体，芯片本体上设有接地端、电源公共端以及数量相等的若干通道输入端、通道输出端；在芯片本体内设置有多路结构相同的驱动电路，各驱动电路均包含达林顿电路与续流二极管，且任一达林顿电路的输出端与通道输出端、续流二极管的正极一一对应相连；续流二极管的负极与电源公共端相连；在任一通道输出端与接地端之间还连接有反向电压保护单元。本实用新型提解决了驱动电路欠缺保护的问题，还解决了多路驱动时，PCB版图尺寸较小，元器件放置不下的问题。

Description

一种新型多路驱动集成电路芯片

技术领域

本实用新型涉及集成电路的技术领域，具体涉及一种新型多路驱动集成电路芯片。

背景技术

驱动电路在电子领域运用广泛，比如电机、继电器、开关电路等，都需要驱动电路去驱使它们工作。现有的驱动电路在驱动负载运作时，没有集成保护电路去确保驱动电路的安全性和稳定性，极有可能在负载瞬间断电时造成驱动电路损坏等。且在实际应用中，常常需要驱动多个负载，就需要用到多个驱动电路。然而使用单独的多个驱动电路，在PCB布局上，会显得元器件数量繁多，对于PCB版图尺寸要求较小的情况，存在元器件放置不下的问题，且在PCB制造和贴片中存在不便和成本较高。

实用新型内容

本实用新型提供一种新型多路驱动集成电路芯片，解决了驱动电路欠缺保护的问题，还解决了多路驱动时，PCB版图尺寸较小，元器件放置不下的问题。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：

一种新型多路驱动集成电路芯片，包括芯片本体，芯片本体上设有接地端、电源公共端以及数量相等的若干通道输入端、通道输出端；在芯片本体内设置有多路结构相同的驱动电路，各驱动电路均包含达林顿电路与续流二极管，且任一达林顿电路的输出端与通道输出端、续流二极管的正极一一对应相连；续流二极管的负极与电源公共端相连；在任一通道输出端与接地端之间还连接有反向电压保护单元。

本实用新型包含续流二极管与反向电压保护单元，当感性负载突然断电时，输出端会产生较大的感生电压，续流二极管与负载形成一个续流回路，将负载的感生电压释放掉，反向电压保护单元将断电瞬间的产生的反向电压，释放到地，以此保护驱动电路中的元器件；在芯片本体上集成了多路结构相同的驱动电路，提高电路集成度。

本实用新型带来的有益效果是：本实用新型集成了续流二极管和反向电压保护单元，保证了驱动电路工作的安全性和稳定性，且使得简化了PCB布线，缩小PCB板的面积，提高电路集成度以及一致性。

附图说明

图1是实施例1中单路驱动电路的电路结构示意图；

图2是实施例1的内部电路结构图；

图3是实施例1的QFN20L的封装尺寸图；

图4是实施例1的SSOP24的封装尺寸图；

图5是实施例2的单路驱动电路的电路结构示意图；

其中B、1B至8B为通道输入端,C、1C至8C为通道输出端，U1至U8为达林顿晶体管，E为接地端，COM为电源公共端，R1、R2、R3、R4为电阻，D1至D10为二极管，Q1、Q2为三极管，C1为电容，D、E、A分别为QFN20L封装的长、宽、高，D1、E1、A1分别为SSOP24封装的长、宽、高。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例1

一种新型多路驱动集成电路芯片，如图1所示为本实用新型中单路驱动电路结构示意图，包含达林顿电路、反向电压保护单元、限流电阻、泄放电阻、加速二极管D9、续流二极管D1、通道输入端B、通道输出端C、电源公共端COM、接地端E，其中达林顿电路为三极管Q1和三极管Q2组成的电路，也可看作一个达林顿晶体管，反向电压保护单元为保护二极管D10,限流电阻为电阻R1，泄放电阻为R2和R3。通道输入端B与加速二极管D9负极电性连接，电阻R1串联连接在加速二极管D9负极和三极管Q1基极之间，三极管Q1基极和三极管Q1发射极之间串联电阻R2，三极管Q1发射极和三极管Q2发射极之间串联电阻R3，加速二极管D9正极与三极管Q2发射极电性连接，三极管Q1发射极与三极管Q2基极电性连接，三极管Q1集电极、三极管Q2集电极并联连接在一起为通道输出端C，续流二极管D1正极、保护二极管D10负极分别与三极管Q1集电极、三极管Q2集电极电性连接，续流二极管D1负极连接到电源公共端COM，加速二极管D9正极、保护二极管D10正极、三极管Q2发射极都连接到接地端E。

其中三极管Q1和三极管Q2为NPN型三极管，续流二极管D1的作用是当负载为感性负载，如继电器，负载断电时会产生很大的电压，以阻止原通道电流的减小，这个时候负载可认为是一个电池，通道输出端为正极，电源公共端为负极，如果没有续流二极管D1，感生电压很可能将两个三极管击坏，有了续流二极管D1，相当于在电池两端直接连接了续流二极管D1，形成一个续流回路，将电能释放，从而保护驱动电路。加速二极管D9的作用是在两个三极管导通进入关断过程中，由于三极管中的的电容效应，极大影响了三极管的关断速度，为了保证开关速度，加了加速二极管D9，在三极管导通进入关断过程中，提高关断速度，保证驱动电路的稳定。保护二极管D10的作用是在感性负载突然断电时，输出端会产生一个较大的反向电压，反向电压会击穿相连接的三极管，加了保护二极管D10，通过保护二极管D10将反向电压释放到地，保证了驱动电路的安全性。电阻R1为限流电阻，为了防止输入电压高时，起限流作用；电阻R2、电阻R3为泄放电阻，作用是为了提供三极管Q1穿透电流的释放回路，防止三极管Q1的穿透电流流过三极管Q2，穿透电流被进一步的放大，功耗变大，且会导致三极管Q1和三极管Q2热稳定性变差，从现有技术可知此处的穿透电流为三极管反向饱和电流。

通道输入端B可输入兼容TTL/CMOS逻辑信号，当输入信号过低时，驱动电路也会工作，起到以小控大的作用。当通道输入端B输入低电平时，由于电阻R1、电阻R2和电阻R3的存在，三极管Q1和三极管Q2处于关断状态，输出为高阻态，连接到通道输出端C的负载同处于关断状态；当通道输入端B输入高电平时，三极管Q1和三极管Q2导通，通道输出端C电压降低，来驱动连接到通道输出端C的负载导通。由于驱动电路常用于感性负载中，如继电器、电机等设备，此类设备在关断瞬间会产生一个较大的感生电压，会击穿驱动电路中的三极管，所以每路驱动电路都集成了一个保护二极管D10与输出端电性连接，和每路驱动电路都集成一个续流二极管D1与连接到通道输出端C的负载形成一个续流回路，从而保护电路中的元器件，提升了驱动电路的可靠性。

如图2所示，八路结构相同的驱动电路为达林顿驱动电路，八路结构相同的达林顿驱动电路包含有八个达林顿晶体管U1至U8，八个达林顿晶体管U1至U8分别串联在通道输入端1B至8B和通道输出端1C至8C之间。其中每个达林顿晶体管由两个NPN三极管组合起来，如图1单路驱动电路结构中，三极管Q1和三极管Q2串联连接组合成一个达林顿晶体管，可以看作达林顿晶体管U1，达林顿晶体管U1集电极连接到通道输出端1C，达林顿电路U1基极连接到通道输入端1B。八个达林顿晶体管U1至U8集电极分别并联连接续流二极管D1至D8正极，续流二极管D1至D8负极连接到电源公共端COM。八路独立的驱动电路集成在一个芯片里，最多可以用于驱动八个负载，电路集成度高，PCB板的设计简洁化。

如图3所示，为本实用新型的QFN20L封装，长度D和宽度E的尺寸一样，标准为4.0mm，高度A标准尺寸为0.75mm。图4为本实用新型的SSOP24封装，长度D1标准尺寸为8.65mm，宽度E1标准尺寸为6.0mm,高度A1最大尺寸为1.77mm。本实用新型提供的这两种封装尺寸更小，更符合集成电路芯片小型化的需求，适用于更多PCB尺寸较小的场合。

实施例2

如图5所示，每路驱动电路还包括低通滤波单元，其中低通滤波单元可为RC滤波电路，包含滤波电容C1和滤波电阻R4，滤波电阻R4串联连接在通道输入端B和电阻R1之间，滤波电容C1和滤波电阻R4并联连接，滤波电容C1一端与电阻R1电性连接，另一端连接接地端E。当通道输入端B的信号频率过高时，会使得连接感性负载的达林顿管承受较大的感应电压，在频繁的开关切换下，感应电压会使得达林顿晶体管承受的管压增加，且开关切换过程的损耗随之增加，进而导致芯片发热及烧毁。此处增加低通滤波单元后，通过RC滤波电路的参数设计，可限制输入控制信号的频率，一旦超过频率上限，则经过低通滤波单元滤波后的信号难以触发达林顿晶体管开关切换，从而起到保护作用。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种新型多路驱动集成电路芯片，包括芯片本体，芯片本体上设有接地端、电源公共端以及数量相等的若干通道输入端、通道输出端；其特征在于：在芯片本体内设置有多路结构相同的驱动电路，各驱动电路均包含达林顿电路与续流二极管，且任一达林顿电路的输出端与通道输出端、续流二极管的正极一一对应相连；续流二极管的负极与电源公共端相连；在任一通道输出端与接地端之间还连接有反向电压保护单元。

2.根据权利要求1所述的一种新型多路驱动集成电路芯片，其特征在于：所述反向电压保护单元为保护二极管。

3.根据权利要求1或2所述的一种新型多路驱动集成电路芯片，其特征在于：所述各驱动电路还包括加速二极管，加速二极管的正极与接地端电性连接，加速二极管的负极与通道输入端电性连接。

4.根据权利要求3所述的一种新型多路驱动集成电路芯片，其特征在于：所述各驱动电路还包括限流电阻和泄放电阻，限流电阻串联连接在通道输入端与达林顿电路输入端之间，泄放电阻串联连接在达林顿电路输入端和接地端之间。

5.根据权利要求1所述的一种新型多路驱动集成电路芯片，其特征在于：所述多路结构相同的驱动电路数量为八路。

6.根据权利要求1所述的一种新型多路驱动集成电路芯片，其特征在于：所述芯片本体采用SOP18、QFN20L或SSOP24封装。

7.根据权利要求4所述的一种新型多路驱动集成电路芯片，其特征在于：所述各驱动电路还包含低通滤波单元，低通滤波单元与通道输入端电性连接。

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