专利名称：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。
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--控制电路
12第二二控制电路
21第--H-* LL -心片
22第二一 -H-* LL -心片
30双向驱动集成电路
40接地导线框
50绝缘材料
Bl第--双载子晶体管
B2第二二双载子晶体管
Dl第--二极管
D2第二二二极管
DSGndlGnd2MPfflPW2QlQ2VcclVcc具体实施例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&idl与第一电源接收节点PWl耦接，第二芯片22的接地接脚&id2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Dl的阳极-阴极方向与流过第一晶体管Ql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Ql、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Ql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Dl、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Vcc 1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Ql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&idl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Vccl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PWl经第一芯片21的接 地接脚&idl、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&id2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PWl至内部电源Vcc2(或自第二电源接收节点PW2至 内部电源Vccl)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Vccl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PWl耦 接)、或内部电源Vccl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Vcc 1、Vcc2对接，且在 电源VCC1、VCC2与接地接脚&idl、&id2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Vccl、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Ql被驱动时，第二接地接脚&id2接收正电压而第一接地 接脚&idl接地(或负电压)；当第二晶体管Q2被驱动时，第一接地接脚&idl接收正电压 而第二接地接脚&id2接地(或负电压)。两接地接脚&idl、&id2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Ql、Q2，可代换为双载子晶体管Bi、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PWl至内部电源 Vcc2(或自第二电源接收节点PW2至内部电源Vccl)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
门绝绝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。
权利要求
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。
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。
3.如权利要求2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。
4.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。
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。
6.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。
7.一种双向驱动的方法，其特征在于，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。
8.如权利要求7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。
全文摘要
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。
文档编号H02P1/22GK102148595SQ20101011371
公开日2011年8月10日 申请日期2010年2月8日 优先权日2010年2月8日
发明者谢慧彦 申请人:奇高电子股份有限公司