一种MOSFET驱动电路及其印制板制作方法与流程

一种mosfet驱动电路及其印制板制作方法
技术领域
1.本发明涉及一种mosfet驱动电路及其印制板制作方法。


背景技术：

2.现有的常规电磁继电器本质是一种含有机械、运动零部件的继电器，其主要的劣势在于其工作不可靠、有火花、寿命短、噪声大。为解决常规电磁继电器这种劣势，利用厚膜技术的mosfet磁隔离驱动技术而研制的固体继电器入公开号为cn110429009a的一种一种错层结构的2类固体继电器，通过对固体继电器的分布进行合理优化设计，输入前级厚膜电路与输入后级厚膜电路分别设置在上层印制板的正反面，使得两块厚膜电路板形成物理隔离；同时，将输入控制电路设置上层印制板上，而输出功率电路设置在下层散热底板上，且两者通过导流柱实现输入控制电路对输出功率电路的电气控制，从而形成了有效的隔离，避免出现电气干涉现象。其通过将控制电路和输出功率电路分层设置在不同的电路板上，从而形成物理隔离。但分层设置增加了器件的厚度，同时也不利于中间电路板的散热。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本发明提供了一种mosfet驱动电路及其印制板制作方法。
4.本发明通过在陶瓷基板上充分集成mosfet驱动电路的各电子元器件，加以封装形成混合集成电路，具备体积小、重量轻的优势。同时本电路也是一种无须外信号激励，自身将直流电能转换成一定频率交流电能的电路。通过变压器转换成一种隔离后的交流电能，驱动后级设备工作。
5.本发明提供的一种mosfet驱动电路；包括振荡电路和整流电路；
6.所述振荡电路包括三极管d2和变压器l1，所述三极管d2的集电极与电容c3及变压器l1的初级侧负极连接，三极管d2的基极依次与电容c1和电容c2、电阻r1和电阻r2相连的接点连接，三极管d2的发射极与电容c2、电容c3的另一端连接，变压器l1初级侧正极依次与电容c1、电阻r1的另一端及二极管d1的负极连接，二极管d1的正极与电源正极连接，电阻r2的另一端与电源负极及电阻r3连接，电阻r3的另一端与电容c2连接；
7.所述整流电路包括正极输出线路和负极输出线路，正极输出线路上依次连接有二极管d3和二极管d4，二极管d3和二极管d4之间的接点与三极管d5的基极及电阻r4连接，三极管d5的发射极与二极管d5的负极连接，三极管d5的集电极与电阻r5连接，电阻r4和电阻r5的另一端与负极输出线路连接，正极输出线路和负极输出线路的末端之间还连接有二极管d6。
8.mosfet驱动电路的印制板制作步骤为：
9.①
采用平面布图法将所有器件布置在基板上，在基板上刻蚀器件之间的连接线，使用铜箔将连接线填充；
10.②
使用电阻酱料在电阻位置制作厚膜电阻；
11.③
在基板上的电容位置处通过回流焊焊接电容；
12.④
将二极管、三极管芯片通过金丝键合的方式集成在基板上；
13.⑤
在基板上外加封装。
14.所述基板为si3n4覆铜陶瓷板。
15.所述铜箔厚度为300μm。
16.所述电阻通过激光束对电阻膜片进行切割形成一定的截面积而获得一定阻值的电阻。
17.所述电容侧面通过h77胶粘结加固。
18.本发明的有益效果在于：通过磁隔离使所有元件能够在陶瓷基板上充分集成，加以封装形成混合集成电路，具备体积小、重量轻的优势，本驱动电路无须外信号激励，自身将直流电能转换成一定频率交流电能的电路。通过变压器转换成一种隔离后的交流电能，驱动后级设备工作。
附图说明
19.图1是本发明的振荡电路结构示意图；
20.图2是本发明的整流电路结构示意图。
具体实施方式
21.下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
22.一种mosfet驱动电路；为解决常规继电器可靠性低、电特性差、体积重量大的问题，设计出一种采用mosfet磁隔离驱动技术构成的固体继电器，通过厚膜技术将其各电子元器件集成在陶瓷基板上，并加以封装，形成混合集成电路，最大限度减小其体积和重量，提高可靠性和电特性。
23.本发明的技术方案是：mosfet磁隔离驱动技术由振荡电路和整流电路组成，。当输入电压达到设计的动作数值时，振荡电路产生自激振荡，经过整流后输出电压，用于驱动mosfet导通或截止。电路采用混合集成结构，由分立元器件和芯片采用混合集成工艺组装，芯片和引线的连接采用键合工艺。其电路包括振荡电路和整流电路；
24.如图所示，所述振荡电路包括三极管d2和变压器l1，所述三极管d2的集电极与电容c3及变压器l1的初级侧负极连接，三极管d2的基极依次与电容c1和电容c2、电阻r1和电阻r2相连的接点连接，三极管d2的发射极与电容c2、电容c3的另一端连接，变压器l1初级侧正极依次与电容c1、电阻r1的另一端及二极管d1的负极连接，二极管d1的正极与电源正极连接，电阻r2的另一端与电源负极及电阻r3连接，电阻r3的另一端与电容c2连接；其中由电阻、电容、三级管、变压器构成了反馈式三端振荡器。主要的优点是输出波形较好，由于集电极和基极电流可通过对谐波为低阻抗的电容支路回到发射极，所以高次谐波的反馈减弱，输出谐波分量较小，波形更加接近正弦波。产生出的正弦波在经过隔离变压器在其副端产生一定频率的正弦波，可驱动副端的设计负载。
25.该电路的频率为：
26.27.如图2所示所述整流电路包括正极输出线路和负极输出线路，正极输出线路上依次连接有二极管d3和二极管d4，二极管d3和二极管d4之间的接点与三极管d5的基极及电阻r4连接，三极管d5的发射极与二极管d5的负极连接，三极管d5的集电极与电阻r5连接，电阻r4和电阻r5的另一端与负极输出线路连接，正极输出线路和负极输出线路的末端之间还连接有二极管d6。二极管和稳压管的结电容构成了一个简易的半波整流电路，并且限制输出的电压值，确保后级不会过压损坏。pnp三极管、电阻r4、电阻r5构成了一个放电回路，保证断电时，电流的泄放。
28.本技术的电路采用si3n4覆铜陶瓷基板，采用平面布图法电路采用si3n4覆陶瓷基板，采用平面布图法将所有器件转换成可以在陶瓷基片上实现的电路布置图，在基板正面刻蚀出电连接的图形，导带采用标准300μm厚度的铜箔，铜箔表面镀镍钯金合金以利于键合；
29.对于电阻，是在陶瓷基板上用电阻浆料制作厚膜电阻，利用激光束按一定轨迹照射在电阻膜片上，基片电阻浆料层受激光照射加热汽化，形成一定深度的刻痕，从而改变电阳体的导体截面面积和导电体长度，从而实现制作一定阻值的厚膜电阻；
30.对于电容，采用回流焊接，并用h77胶将电容器侧画粘接加固，h77胶是一种绝缘胶，用于电阻器、电容器侧面粘接加固；
31.对于二极管、三极管等器件，将其裸芯片通过金丝键合的万式集成在陶餐基板上，选用中25μm金丝作为键合引线，金丝含金量力99.99％。金丝纯度越高，金丝质量越好，但过高的金丝纯度会响键合强度，可以采用添加少量微量元素的方法提高键合强度，同时保证金丝的高纯度；
32.通常的元器件衬底粘接采用h37mp导电胶，为了降低接触电阻，采用焊料型号为sn96.5ag3.5的共晶焊片，用共晶焊工艺实现元器件与是板的粘接；
33.最后将集成了电子元器件的陶瓷基板外加封装，形成混合回路。