CN114552540A - 芯片、智能功率模块和空调器 - Google Patents
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Abstract
本申请提出了一种芯片、智能功率模块和空调器，所述芯片，包括：设置在焊盘PAD与芯片衬底之间的支撑架，这样增加了焊盘PAD的支撑，可以在焊盘PAD上焊接更粗的线以及焊盘PAD可以承受更大的压力；内置的多个比较器，多个比较器包括三路单端输入比较器和至少一路双端输入比较器，三路单端输入比较器分别用于检测工作电压、工作电流、芯片的工作温度，至少一路双端输入比较器用于检测电机位置，这样可以实现对安全范围之外信号的保护，如过压、过流和过温保护等；内置的温度采样模块，用于获取芯片的温度，能够提高温度检测的精度。
Description
技术领域
本申请涉及电子技术领域，尤其涉及一种芯片、智能功率模块和空调器。
背景技术
芯片是一种集成电路，由很多重叠的层组成，每层由大量的元器件构成。
目前对芯片功能的需求越来越高，芯片的层数越来越多，每层的元器件也会越来越多，因此在封装芯片的时候，需要使用的导线也就越来越多，最终导致焊盘PAD需要承受更大的压力。
因此，如何改进芯片是目前亟待解决的问题。
发明内容
本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本申请的第一个目的在于提出一种芯片，该芯片通过增加的支撑架，可以在焊盘PAD上焊接更粗的线以及焊盘PAD可以承受更大的压力；通过内置的三路单端输入比较器分别用于检测工作电压、工作电流、芯片的工作温度，至少一路双端输入比较器用于检测电机位置，这样可以实现对安全范围之外信号的保护；通过内置的温度采样模块能够提高温度检测的精度。
本申请的第二个目的在于提出一种智能功率模块。
本申请的第三个目的在于提出一种空调器。
为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种芯片，所述芯片适用于智能功率模块，所述芯片包括：
支撑架；其中，所述支撑架设置在焊盘PAD与所述芯片的衬底之间；
内置的多个比较器；其中，多个所述比较器包括三路单端输入比较器和至少一路双端输入比较器，所述三路单端输入比较器分别用于检测工作电压、工作电流、所述芯片的工作温度，至少一路所述双端输入比较器用于检测电机位置；
内置的温度采样模块；其中，所述温度采样模块用于获取所述芯片的温度。
本申请实施例提出的芯片，包括设置在焊盘PAD与芯片衬底之间的支撑架，这样增加了支撑，可以焊接更粗的线以及承受更大的压力；在芯片内部设置多个比较器，多个比较器包括三路单端输入比较器和至少一路双端输入比较器，三路单端输入比较器分别用于检测工作电压、工作电流、芯片的工作温度，至少一路双端输入比较器用于检测电机位置，这样可以实现对安全范围之外信号的保护，如过压、过流和过温保护等；在芯片内部设置用于获取芯片温度的温度采样模块，这样能够提高温度检测的精度。
另外，本申请第一方面实施例提出的芯片还可以具有如下附加的技术特征：
根据本申请的一个实施例，所述焊盘PAD的面积大于设定面积；其中，所述设定面积为90微米*90微米；
在所述焊盘PAD上增镀加厚层；其中，所述加厚层的材质为铝。
根据本申请的一个实施例，所述三路单端输入比较器，包括：
第一比较器，其中，所述第一比较器的输入端接收所述工作电压，所述第一比较器的基准电压端设置第一基准电压，所述第一比较器的输出端在所述工作电压大于所述第一基准电压时，输出电压保护信号，以对所述芯片进行过压保护；
第二比较器，其中，所述第二比较器的输入端接收所述工作电流，所述第二比较器的基准电压端设置第二基准电压，所述第二比较器的输出端在所述工作电流对应的电压大于所述第二基准电压时，输出电流保护信号，以对所述芯片进行过流保护；
第三比较器，其中，所述第三比较器的输入端接收所述芯片的工作温度，所述第三比较器的基准电压端设置第三基准电压，所述第二比较器的输出端在所述芯片的工作温度对应的电压大于所述第三基准电压时，输出温度保护信号，以对所述芯片进行过温保护。
根据本申请的一个实施例，所述内置的温度采样模块，包括：
频率发生器，所述频率发生器设置有第一输出端、第二输出端和第三输出端，分别用于输出第一路控制信号、第二路控制信号和第三路控制信号；
温度采样电路，所述温度采样电路分别与所述频率发生器的第一输出端、第二输出端和第三输出端连接，用于根据所述第一路控制信号、第二路控制信号和第三路控制信号，生成温度数字信号。
根据本申请的一个实施例，所述温度采样电路，包括：
偏置电流源组，包括第一偏置电流源和第二偏置电流源，其中，所述第一偏置电流源的一端和所述第二偏置电流源的一端分别与电源连接；
第一组单刀双掷开关，包括第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关，其中，所述第一单刀双掷开关的动端与所述第一偏置电流源的另一端连接，所述第二单刀双掷开关的动端与所述第二偏置电流源的另一端连接，所述第一单刀双掷开关的控制端和第二单刀双掷开关的控制端均与所述频率发生器的第一输出端连接；
晶体管组，包括第一晶体管和第二晶体管，其中，所述第一晶体管的一端与所述第一单刀双掷开关的第一不动端连接，所述第一晶体管的另一端接地，所述第二晶体管的一端与所述第二单刀双掷开关的第一不动端连接，所述第二晶体管的另一端接地；
第二组单刀双掷开关，包括第三单刀双掷开关和第四单刀双掷开关，其中，所述第三单刀双掷开关的动端通过第一电容与所述第二单刀双掷开关的第二不动端连接，所述第四单刀双掷开关的动端通过第二电容与所述第一单刀双掷开关的第二不动端连接；
斩波稳定放大器电路，所述斩波稳定放大器电路的第一输入端分别与所述第三单刀双掷开关的第一不动端和所述第四单刀双掷开关的第二不动端连接，所述斩波稳定放大器电路的第二输入端分别与所述第三单刀双掷开关的第二不动端和所述第四单刀双掷开关的第一不动端连接，所述斩波稳定放大器电路的第一输出端作为温度采样电路的第一输出端，所述斩波稳定放大器电路的第二输出端作为温度采样电路的第二输出端。
根据本申请的一个实施例，所述斩波稳定放大器电路，包括：
斩波稳定放大器，其中，所述斩波稳定放大器的正向信号输入端作为所述斩波稳定放大器电路的第一输入端，所述斩波稳定放大器的反向信号输入端作为所述斩波稳定放大器电路的第二输入端，所述斩波稳定放大器的正向电源端作为所述斩波稳定放大器电路的第二输出端，所述斩波稳定放大器的负向电源端作为所述斩波稳定放大器电路的第一输出端；
单刀单掷开关组，包括第一单刀单掷开关和第二单刀单掷开关，所述第一单刀单掷开关的一端与所述斩波稳定放大器的正向信号输入端连接，所述第一单刀单掷开关的另一端与所述斩波稳定放大器的负向电源端连接，所述第二单刀单掷开关的一端与所述斩波稳定放大器的负向信号输入端连接，所述第二单刀单掷开关的另一端与所述斩波稳定放大器的正向电源端连接；
电容组，包括第三电容和第四电容，其中，所述第三电容的一端与所述第一单刀单掷开关的一端连接，所述第三电容的另一端与所述第一单刀单掷开关的另一端连接，所述第四电容的一端与所述第二单刀单掷开关的一端连接，所述第四电容的另一端与所述第二单刀单掷开关的另一端连接。
根据本申请的一个实施例，所述温度采样模块用于根据第一偏置电流源与第二偏置电流源电流的比例、第一晶体管的压差与第二晶体管的压差之间的差值，获取所述芯片的温度。
为达上述目的，本申请第二方面实施例提出了一种智能功率模块，其包括：如本申请第一方面实施例所述的芯片。
本申请实施例的智能功率模块，通过使用上述的芯片，使得智能功率模块可以焊接更粗的线以及承受更大的压力；通过在芯片内部设置多个比较器，多个比较器包括三路单端输入比较器和至少一路双端输入比较器，三路单端输入比较器分别用于检测工作电压、工作电流、芯片的工作温度，至少一路双端输入比较器用于检测电机位置，这样可以实现对安全范围之外信号的保护，如过压、过流和过温保护等；通过在芯片内部设置用于获取芯片温度的温度采样模块，这样能够提高温度检测的精度。
为达上述目的，本申请第三方面实施例提出了一种空调器，包括如本申请第二方面实施例所述的智能功率模块。
本申请实施例的空调器，通过使用上述的智能功率模块，可以实现对安全范围之外信号的保护，如过压、过流和过温保护等；可以提高温度检测的精度。
另外，本申请第三方面实施例提出的空调器还可以具有如下附加的技术特征：
根据本申请的一个实施例，所述智能功率模块的安装位置为所述电机的内部或者所述电机的外部。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本申请一个实施例的芯片的方框示意图；
图2是根据本申请一个实施例的支撑架的示意图；
图3是根据本申请一个实施例的多个比较器的示意图；
图4是根据本申请一个实施例的温度采样模块的示意图；
图5是根据本申请一个实施例的温度采样模块的时序图；
图6是根据本申请一个实施例的智能功率模块的示意图；
图7是根据本申请一个实施例的空调器的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
下面结合附图来描述本申请实施例的芯片、智能功率模块和空调器。
芯片是半导体元件产品的统称。在电子学中，芯片是一种将电路(主要包括半导体设备、也包括被动组件等)小型化方式，并制造在半导体晶圆表面上。
芯片制作过程如下：使用晶圆(单晶硅晶圆或III-Ⅴ族如砷化镓)作为基层，然后使用光刻、掺杂、CMP(Chip multiprocessors，单芯片多处理器)等技术制成MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属-氧化层半导体场效晶体管)或BJT(Bipolar Junction Transistor，双极结型晶体管)等组件，再利用薄膜和CMP技术制成导线，如此便完成芯片制作。因产品性能需求及成本考量，导线可分为铝工艺(以溅镀为主)和铜工艺(以电镀为主)。
其中，晶圆的成份是硅，硅是由石英砂所精炼出来的，晶圆便是硅元素加以纯化(如99.999％)，接着是将这些纯硅制成硅晶体棒，成为制造集成电路的石英半导体的材料，将其切片就是芯片制作具体所需要的晶圆。晶圆越薄，生产成本越低，但对工艺要求的越高。
芯片是一种集成电路，由很多重叠的层组成，每层由大量的晶体管构成。不同的芯片有不同的集成规模，大到几亿；小到几十、几百个晶体管。晶体管有两种状态，开和关，用1、0来表示。多个晶体管产生的多个1与0的信号，这些信号被设定成特定的功能(即指令和数据)，来表示或处理字母、数字、颜色和图形等。芯片加电之后，首先根据接受到的启动指令，来启动芯片，之后就根据不断接受的新指令和数据，来完成相应的功能。
由于人们对芯片功能的需求越来越高，芯片的层数也就越来越多，每层的元器件也会越来越多，因此在封装芯片的时候，需要使用的导线也就越来越多，最终导致焊盘PAD需要承受更大的压力。
为此，本申请提出了一种芯片，该芯片通过增加的支撑架，可以在焊盘PAD上焊接更粗的线以及焊盘PAD可以承受更大的压力；通过内置的三路单端输入比较器分别用于检测工作电压、工作电流、芯片的工作温度，至少一路双端输入比较器用于检测电机位置，这样可以实现对安全范围之外信号的保护；通过内置的温度采样模块能够提高温度检测的精度。
图1是根据本申请一个实施例的芯片的方框示意图。
需要说明的是，本申请实施例的芯片适用于智能功率模块。
如图1所示，本申请实施例的芯片100，包括：支撑架101、内置的多个比较器102和内置的温度采样模块103。
其中，支撑架101设置在焊盘PAD与芯片的衬底之间。多个比较器102包括三路单端输入比较器和至少一路双端输入比较器，三路单端输入比较器分别用于检测工作电压、工作电流、芯片的工作温度，至少一路双端输入比较器用于检测电机位置。温度采样模块103用于获取芯片的温度。
需要说明的是，本申请实施例的衬底可以是由半导体单晶材料制造而成的圆晶片，该衬底可以直接进入晶圆制造环节生产半导体器件，也可以进行外延工艺加工生产外延片，其中，外延片是指在单晶衬底上生长一层新单晶的过程，新单晶可以与衬底为同一材料，也可以是不同材料，具体在本申请的实施例中不进行限制。
对原始芯片进行的第一部分改进：在芯片的焊盘PAD与芯片的衬底之间增设支撑架101，该支撑架101可以是图2中的网格状，例如可以是由横排与竖排交叉的线构成的，具体可以通过增加横排与竖排的线的数量或粗细程度，来增加支撑架101的支撑强度。
对原始芯片进行的第二部分改进：在芯片的内部设置多个比较器，多个比较器包括三路单端输入比较器和至少一路双端输入比较器。
其中，当三路单端输入比较器中的一个比较器的两个输入端分别输入芯片的工作电压和第一基准电压时，该比较器用于比较该芯片的工作电压与第一基准电压之间的关系，并输出相应的信号，以对芯片进行过压保护。
当三路单端输入比较器中的另一个比较器的两个输入端分别输入某个电路的工作电流和第二基准电压时，该比较器用于比较该芯片的工作电流所对应的电压与第一基准电压之间的关系，并输出相应的信号，以对芯片进行过流保护。
当三路单端输入比较器中的又一个比较器的两个输入端分别输入芯片的工作温度和第二基准电压时，该比较器用于比较该芯片的工作温度所对应的电压与第一基准电压之间的关系，并输出相应的信号，以对芯片进行过温保护。
至少一路双端输入比较器可以为三路差分比较器，以实现霍尔信号、霍尔元件或者是其他反转，以及过零信号的检测。
对原始芯片进行的第三部分改进：在芯片的内部设置温度采样模块，该温度采样模块用于获取芯片的温度，这样可以很好地实现对芯片的精准温度控制和保护，同时降低成本和外部温度传感器失效的风险。
由此，本申请实施例提出的芯片，包括设置在焊盘PAD与芯片衬底之间的支撑架，这样增加了支撑，可以焊接更粗的线以及承受更大的压力；在芯片内部设置多个比较器，多个比较器包括三路单端输入比较器和至少一路双端输入比较器，三路单端输入比较器分别用于检测工作电压、工作电流、芯片的工作温度，至少一路双端输入比较器用于检测电机位置，这样可以实现对安全范围之外信号的保护，如过压、过流和过温保护等；在芯片内部设置用于获取芯片温度的温度采样模块，这样能够提高温度检测的精度。
下面先对本申请的焊盘PAD进行说明。
焊盘PAD是元器件封装中的引脚，在实际应用中使用焊锡将电阻、电容、电感、芯片等元器件的引脚和焊盘PAD连接在一起(电气连接)。焊盘PAD有多种形式，按照不同封装分为：通孔焊盘(直插元件)和表贴焊盘(表贴元件)；按照形状分为：规则焊盘和异性焊盘，这个就需要根据具体的芯片封装来进行设计了。不管怎么分类，一个焊盘PAD都是由多个部分组成的。
焊盘PAD的作用有两个：一个作用是可以作为测试使用的测试点；另一个作用是可以作为打线的打线点。通常，在芯片中使用的焊盘PAD的尺寸为90微米*90微米，该尺寸的焊盘PAD只能够支撑80mil的铜线。由于本申请芯片具有更多的功能，所以需要更粗的打线，例如，实际上需要打的铜线更粗，所以尺寸为90微米*90微米的焊盘PAD并不能够满足使用要求，为了解决该问题，本申请使用尺寸大于90微米*90微米的焊盘PAD，如可以使用尺寸为120微米*120微米的焊盘PAD，该120微米*120微米的焊盘PAD可以支撑130mil的铜线，即该120微米*120微米的焊盘PAD可以打更粗的铜线。
在焊盘PAD上打了更粗的铜线之后，焊盘PAD承受的压力会更大，如果在焊盘PAD下面设置电路的话，则很容易会导致设置在焊盘PAD下面的电路受到损伤，这样会影响芯片的可靠性，因此，本申请在焊盘PAD下面不设置电路，而是把原来设置在焊盘PAD下面的电路设置在其他地方，这样就相当于芯片的面积变大了，并提高了芯片封装的可靠性。
另外，本申请在焊盘PAD上增镀加厚层，该加厚层的材质可以为铝、铜等导电材质。也就是说，本申请加厚了焊盘PAD的厚度，这样使得焊盘PAD可以承受更强的打线压力。并且，经过多次实验验证加厚的焊盘PAD和支撑架结构，加厚的焊盘PAD和支撑架结构所能承受的压力强度可以更好地满足芯片的需求。
下面结合图3来说明本申请的内置的多个比较器。
如图3所示，三路单端输入比较器，包括：第一比较器COMP1、第二比较器COMP2、第三比较器COMP3和第四比较器COMP4。
其中，第一比较器COMP1的输入端COMP1-INP接收工作电压，第一比较器COMP1的基准电压端VREF1设置第一基准电压，第一比较器COMP1的输出端在工作电压大于第一基准电压时，输出电压保护信号，以对芯片进行过压保护。其中，第一基准电压是根据实际情况进行设置的。例如，第一比较器COMP1的输入端COMP1-INP接收的工作电压是芯片的工作电压时，第一比较器COMP1用于比较该芯片的工作电压与第一基准电压之间的关系，并该芯片的工作电压大于第一基准电压时，输出电压保护信号，以实现对芯片的过压保护。
第二比较器COMP2的输入端COMP2-INP接收工作电流，第二比较器COMP2的基准电压端VREF2设置第二基准电压，第二比较器COMP2的输出端在工作电流对应的电压大于第二基准电压时，输出电流保护信号，以对芯片进行过流保护。需要说明的是，当第二比较器COMP2的输入端COMP2-INP连接需要检测的工作电流时，需要在COMP2的输入端COMP2-INP连接一个电阻，这样根据电流和电阻计算电压的公式，输入端COMP2-INP接收的是芯片的工作电流转换后的电压，再将转换后的电压与第二基准电压比较。例如，第二比较器COMP2的输入端COMP2-INP接收到的工作电流为芯片的工作电流时，第二比较器COMP2用于在芯片的工作电流对应的电压大于第二基准电压时，输出电流保护信号，以实现对芯片的过流保护。
第三比较器COMP3的输入端COMP3-INP接收芯片的工作温度，第三比较器COMP3的基准电压端VREF3设置第三基准电压，第二比较器COMP2的输出端在芯片的工作温度对应的电压大于第三基准电压时，输出温度保护信号，以对芯片进行过温保护。需要说明的是，当第三比较器COMP3的输入端COMP3-INP连接需要检测的芯片的工作温度时，需要在第三比较器COMP3的输入端COMP3-INP连接一个热电阻温度传感器，这样根据热电阻温度传感器的性能，便可计算出与该热电阻温度传感器相对应的电压。第三比较器COMP3根据该电压与第三基准电压之间的关系，例如在芯片的工作温度对应的电压大于第三基准电压时，输出温度保护信号，以实现对芯片的过温保护。
也就是说，内置的三路单端输入的比较器可以实现对安全范围之外信号的保护，如过压保护、过流保护、过温保护等等。
在本申请的一个实施例中，当至少一路双端输入比较器为第四比较器COMP4时，可以实现对电机位置的检测。
需要说明的是，在本申请的一个实施例中，第一比较器COMP1、第二比较器COMP2、第三比较器COMP3和第四比较器COMP4的输出端可以连接一个多路选择器，多路选择器根据实际需要选择与相应的比较器连接，多路选择器的输出端可以通过连接一个数字滤波器进行滤波，从而滤除干扰信号。
还需要说明的是，本申请实施例的至少一路双端输入比较器可以包括两路或者三路双端输入比较器，具体可以根据实际需要设置。双端输入比较器的输出可以实现霍尔信号的检测、反电动势的检测、电流过零信号的检测，以实现对电机位置的检测，并可以产生中断，也可以选择连接到PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)的刹车信号。
下面结合图4来说明本申请的内置的温度采样模块。
为了能够更加准确地获取芯片100的温度，确保芯片、智能功率模块、电机以及对应的空调器的稳定运行，如图4所示，内置的温度采样模块103，包括：频率发生器CLKGEN和温度采样电路。
其中，频率发生器CLKGEN设置有第一输出端CN1、第二输出端CN2和第三输出端CN3，分别用于输出第一路控制信号、第二路控制信号和第三路控制信号。温度采样电路分别与频率发生器CLKGEN的CN1、第二输出端CN2和第三输出端CN3连接，用于根据第一路控制信号、第二路控制信号和第三路控制信号，生成温度数字信号。
如图4所示，温度采样电路，包括：偏置电流源组、第一组单刀双掷开关、晶体管组、第二组单刀双掷开关和斩波稳定放大器电路。
其中，偏置电流源组包括第一偏置电流源I和第二偏置电流源N×I，其中，第一偏置电流源I的一端和第二偏置电流源N×I的一端分别与电源VCC连接。
第一组单刀双掷开关包括第一单刀双掷开关CK1和第二单刀双掷开关CK2，其中，第一单刀双掷开关CK1的动端与第一偏置电流源I的另一端连接，第二单刀双掷开关CK2的动端与第二偏置电流源N×I的另一端连接，第一单刀双掷开关CK1的控制端和第二单刀双掷开关CK2的控制端均与频率发生器CLKGEN的第一输出端连接。
晶体管组包括第一晶体管D1和第二晶体管D2，其中，第一晶体管D1的一端与第一单刀双掷开关CK1的第一不动端连接，第一晶体管D1的另一端接地，第二晶体管D2的一端与第二单刀双掷开关CK2的第一不动端连接，第二晶体管CK2的另一端接地。
第二组单刀双掷开关包括第三单刀双掷开关CK3和第四单刀双掷开关CK4，其中，第三单刀双掷开关CK3的动端通过第一电容C1与第二单刀双掷开关CK2的第二不动端连接，第四单刀双掷开关CK4的动端通过第二电容C2与第一单刀双掷开关CK1的第二不动端连接，第三单刀双掷开关CK3的控制端和第四单刀双掷开关CK4的控制端均与频率发生器CLKGEN的第二输出端CN2连接。
斩波稳定放大器电路的第一输入端分别与第三单刀双掷开关CK3的第一不动端和第四单刀双掷开关CK4的第二不动端连接，斩波稳定放大器电路的第二输入端分别与第三单刀双掷开关CK3的第二不动端和第四单刀双掷开关CK4的第一不动端连接，斩波稳定放大器电路的第一输出端作为温度采样电路103的第一输出端，斩波稳定放大器电路的第二输出端作为温度采样电路103的第二输出端。
其中，第三单刀双掷开关CK3和第四单刀双掷开关CK4的作用是消除静态误差。
如图4所示，在本申请的一个实施例中，斩波稳定放大器电路，包括：斩波稳定放大器AMP、单刀单掷开关组、电容组。
其中，斩波稳定放大器AMP的正向信号输入端作为斩波稳定放大器电路的第一输入端，斩波稳定放大器AMP的反向信号输入端作为斩波稳定放大器电路的第二输入端，斩波稳定放大器AMP的正向电源端作为斩波稳定放大器电路的第二输出端，斩波稳定放大器AMP的负向电源端作为斩波稳定放大器电路的第一输出端。
单刀单掷开关组包括第一单刀单掷开关CK5和第二单刀单掷开关CK6，第一单刀单掷开关CK5的一端与斩波稳定放大器AMP的正向信号输入端连接，第一单刀单掷开关CK5的另一端与斩波稳定放大器AMP的负向电源端连接，第二单刀单掷开关CK6的一端与斩波稳定放大器AMP的负向信号输入端连接，第二单刀单掷开关CK6的另一端与斩波稳定放大器AMP的正向电源端连接，第一单刀单掷开关CK5的控制端和第二单刀单掷开关CK6的控制端均与频率发生器CLKGEN的第三输出端CN3连接。
电容组包括第三电容C3和第四电容C4，其中，第三电容C3的一端与第一单刀单掷开关CK5的一端连接，第三电容C3的另一端与第一单刀单掷开关CK5的另一端连接，第四电容C4的一端与第二单刀单掷开关CK6的一端连接，第四电容C4的另一端与第二单刀单掷开关CK6的另一端连接。
根据本申请的一个实施例，温度采样模块用于根据第一偏置电流源I与第二偏置电流源源N×I电流的比例、第一晶体管D1的压差与第二晶体管D2的压差之间的差值VBE，获取芯片的温度。
例如，可按照下述公式(1)获取芯片的温度：
VBE＝KT/q×ln(N)(1)
其中，K为波尔兹曼常数、q为电子电量、T为开尔文温度、N为第一偏置电流源I与第二偏置电流源源N×I电流的比例。
由于VBE的数值比较小，为方便数据处理，在温度采样模块里需要对VBE放大合适的倍数，放大完成后自启动数模转换器ADC，以将温度模拟信号转换成温度数字信号。转换值可用原码表示，转换值与温度的对应关系如下表1所示。
| 温度数字信号 | 温度模拟信号 |
| -40℃ | 0011 1111 0000(3F0H) |
| -25℃ | 0100 1110 0000(4E0H) |
| -10℃ | 0101 1101 0000(5D0H) |
| -0.25℃ | 0110 0110 1100(66CH) |
| 0℃ | 0110 0111 0000(670H) |
| 0.25℃ | 0110 0111 0100(674H) |
| 10℃ | 0111 0001 0000(710H) |
| 25℃ | 1000 0000 0000(800H) |
| 50℃ | 1001 1001 0000(990H) |
| 75℃ | 1011 0010 0000(B20H) |
| 100℃ | 1100 1011 0000(CB0H) |
| 125℃ | 1110 0100 0000(E40H) |
温度采样模块103的接口时序如图5所示。TSEN是温度采样模块103的使能信号，通过设置TSCON寄存器的bit0位可以使能温度采样模块。
①CLK125K是温度采样模块的输入时钟，来自温度采样模块内部的低频发生器CLKGEN。温度采样模块使能后，内部的时钟发生器会自动产生CN1、CN2、CN3、ADC_EN等时序控制信号(125KHz/4)。
②其中CN1用于在每次温度转换前给chopper stabilizer amplifier清零。
③CN2、CN3用于对第一晶体管D1的压差与第二晶体管D2的压差之间的差值VBE信号进行放大，通过CN2、CN3的时序安排，在每次温度转换期间对VBE进行4次放大，每次放大5倍，4次共计放大20倍。
④第4次放大后，ADC_EN信号自动有效，放大信号进入数模转换器ADC进行模数转换，转换后的数字信号保存在ADDATA寄存器中。同时，温度采样模块103开始下一次的温度转换工作。每次温度转换用时可以通过设置TSCON寄存器的bit5、bit4位进行配置。
由此，本申请的芯片能够实现芯片内部的高精度温度检测，特别地，可以实现1摄氏度误差的精确温度控制，这样可以将检测精度控制在约3％之内，3％的高精度温度检测可以很好的实现对***的精确温度控制和保护，同时降低的成本和外部NTC(NegativeTemperature Coefficient，负温度系数)热敏电阻失效的风险。
本申请实施例提出的芯片，包括设置在焊盘PAD与芯片衬底之间的支撑架，这样增加了支撑，可以焊接更粗的线以及承受更大的压力；在芯片内部设置多个比较器，多个比较器包括三路单端输入比较器和至少一路双端输入比较器，三路单端输入比较器分别用于检测工作电压、工作电流、芯片的工作温度，至少一路双端输入比较器用于检测电机位置，这样可以实现对安全范围之外信号的保护，如过压、过流和过温保护等；在芯片内部设置用于获取芯片温度的温度采样模块，这样能够提高温度检测的精度。
图6是根据本申请一个实施例的智能功率模块的示意图。
如图6所示，本申请实施例提出的智能功率模块600，包括上述的芯片100。
智能功率模块是一种先进的功率开关器件，具有GTR(Giant Transistor，大功率晶体管)高电流密度、低饱和电压和耐高压的优点，以及MOSFET高输入阻抗、高开关频率和低驱动功率的优点。而且智能功率模块内部集成了逻辑、控制、检测和保护电路，使用起来方便，不仅减小了***的体积以及开发时间，也大大增强了***的可靠性。
需要说明的是，本申请实施例的提出的智能功率模块，请参见本申请实施例的芯片，具体这里不再赘述。
本申请实施例的智能功率模块，通过使用上述的芯片，使得智能功率模块可以焊接更粗的线以及承受更大的压力；通过在芯片内部设置多个比较器，多个比较器包括三路单端输入比较器和至少一路双端输入比较器，三路单端输入比较器分别用于检测工作电压、工作电流、芯片的工作温度，至少一路双端输入比较器用于检测电机位置，这样可以实现对安全范围之外信号的保护，如过压、过流和过温保护等；通过在芯片内部设置用于获取芯片温度的温度采样模块，这样能够提高温度检测的精度。
图7是根据本申请一个实施例的空调器的示意图。
如图7所示，本申请实施例的空调器700，包括智能功率模块600。
根据本申请的一个实施例，智能功率模块的安装位置为电机的内部或者电机的外部。
需要说明的是，本申请实施例的提出的智能功率模块，请参见本申请实施例的芯片，具体这里不再赘述。
本申请实施例的空调器，通过使用上述的智能功率模块，可以实现对安全范围之外信号的保护，如过压、过流和过温保护等；可以提高温度检测的精度。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种芯片，其特征在于，所述芯片适用于智能功率模块，所述芯片包括：
支撑架；其中，所述支撑架设置在焊盘PAD与所述芯片的衬底之间；
内置的多个比较器；其中，多个所述比较器包括三路单端输入比较器和至少一路双端输入比较器，所述三路单端输入比较器分别用于检测工作电压、工作电流、所述芯片的工作温度，至少一路所述双端输入比较器用于检测电机位置；
内置的温度采样模块；其中，所述温度采样模块用于获取所述芯片的温度。
2.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于，其中，
所述焊盘PAD的面积大于设定面积；其中，所述设定面积为90微米*90微米；
在所述焊盘PAD上增镀加厚层；其中，所述加厚层的材质为铝。
3.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述三路单端输入比较器，包括：
第一比较器，其中，所述第一比较器的输入端接收所述工作电压，所述第一比较器的基准电压端设置第一基准电压，所述第一比较器的输出端在所述工作电压大于所述第一基准电压时，输出电压保护信号，以对所述芯片进行过压保护；
第二比较器，其中，所述第二比较器的输入端接收所述工作电流，所述第二比较器的基准电压端设置第二基准电压，所述第二比较器的输出端在所述工作电流对应的电压大于所述第二基准电压时，输出电流保护信号，以对所述芯片进行过流保护；
第三比较器，其中，所述第三比较器的输入端接收所述芯片的工作温度，所述第三比较器的基准电压端设置第三基准电压，所述第二比较器的输出端在所述芯片的工作温度对应的电压大于所述第三基准电压时，输出温度保护信号，以对所述芯片进行过温保护。
4.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述内置的温度采样模块，包括：
频率发生器，所述频率发生器设置有第一输出端、第二输出端和第三输出端，分别用于输出第一路控制信号、第二路控制信号和第三路控制信号；
温度采样电路，所述温度采样电路分别与所述频率发生器的第一输出端、第二输出端和第三输出端连接，用于根据所述第一路控制信号、第二路控制信号和第三路控制信号，生成温度数字信号。
5.根据权利要求4所述的芯片，其特征在于，所述温度采样电路，包括：
偏置电流源组，包括第一偏置电流源和第二偏置电流源，其中，所述第一偏置电流源的一端和所述第二偏置电流源的一端分别与电源连接；
第一组单刀双掷开关，包括第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关，其中，所述第一单刀双掷开关的动端与所述第一偏置电流源的另一端连接，所述第二单刀双掷开关的动端与所述第二偏置电流源的另一端连接，所述第一单刀双掷开关的控制端和所述第二单刀双掷开关的控制端均与所述频率发生器的第一输出端连接；
晶体管组，包括第一晶体管和第二晶体管，其中，所述第一晶体管的一端与所述第一单刀双掷开关的第一不动端连接，所述第一晶体管的另一端接地，所述第二晶体管的一端与所述第二单刀双掷开关的第一不动端连接，所述第二晶体管的另一端接地；
第二组单刀双掷开关，包括第三单刀双掷开关和第四单刀双掷开关，其中，所述第三单刀双掷开关的动端通过第一电容与所述第二单刀双掷开关的第二不动端连接，所述第四单刀双掷开关的动端通过第二电容与所述第一单刀双掷开关的第二不动端连接，所述第三单刀双掷开关的控制端和所述第四单刀双掷开关的控制端均与所述频率发生器的第二输出端连接；
斩波稳定放大器电路，所述斩波稳定放大器电路的第一输入端分别与所述第三单刀双掷开关的第一不动端和所述第四单刀双掷开关的第二不动端连接，所述斩波稳定放大器电路的第二输入端分别与所述第三单刀双掷开关的第二不动端和所述第四单刀双掷开关的第一不动端连接，所述斩波稳定放大器电路的第一输出端作为温度采样电路的第一输出端，所述斩波稳定放大器电路的第二输出端作为温度采样电路的第二输出端。
6.根据权利要求5所述的芯片，其特征在于，所述斩波稳定放大器电路，包括：
斩波稳定放大器，其中，所述斩波稳定放大器的正向信号输入端作为所述斩波稳定放大器电路的第一输入端，所述斩波稳定放大器的反向信号输入端作为所述斩波稳定放大器电路的第二输入端，所述斩波稳定放大器的正向电源端作为所述斩波稳定放大器电路的第二输出端，所述斩波稳定放大器的负向电源端作为所述斩波稳定放大器电路的第一输出端；
单刀单掷开关组，包括第一单刀单掷开关和第二单刀单掷开关，所述第一单刀单掷开关的一端与所述斩波稳定放大器的正向信号输入端连接，所述第一单刀单掷开关的另一端与所述斩波稳定放大器的负向电源端连接，所述第二单刀单掷开关的一端与所述斩波稳定放大器的负向信号输入端连接，所述第二单刀单掷开关的另一端与所述斩波稳定放大器的正向电源端连接，所述第一单刀单掷开关的控制端和所述第二单刀单掷开关的控制端均与所述频率发生器的第三输出端连接；
电容组，包括第三电容和第四电容，其中，所述第三电容的一端与所述第一单刀单掷开关的一端连接，所述第三电容的另一端与所述第一单刀单掷开关的另一端连接，所述第四电容的一端与所述第二单刀单掷开关的一端连接，所述第四电容的另一端与所述第二单刀单掷开关的另一端连接。
7.根据权利要求6所述的芯片，其特征在于，所述温度采样模块用于根据第一偏置电流源与第二偏置电流源电流的比例、第一晶体管的压差与第二晶体管的压差之间的差值，获取所述芯片的温度。
8.一种智能功率模块，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的芯片。
9.一种空调器，其特征在于，包括：包括如权利要求8所述的智能功率模块。
10.根据权利要求9所述的空调器，其特征在于，所述智能功率模块的安装位置为所述电机的内部或者所述电机的外部。
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