一種限頻控制混合集成電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及基于三氧化二鋁基板的全芯片錫焊工藝的限頻控制混合集成電路，輸出驅動信號穩定，差分放大精度高、差分放大電路通過外接調整端實現增益可調，射隨電路將差分放大電路與比較電路進行隔離，圖騰柱驅動輸出電路提供驅動電流輸出驅動電流600mA，信號占空比隨外接反饋信號可連續調節0~100%，是一種滿足太空環境長期可靠使用的混合集成電路。
【背景技術】
[0002]在空間系統中，由于電源的系統的管理要求越來越高，系統的工作時間越來越長，需要的電路體積越來越小，電路的可靠性要求越來越高，電路的長期可靠壽命也越來越高，并且要求電路的體積小，工作穩定，同時具有抗電離輻射、抗單粒子輻射。
[0003]限頻控制電路可以提供控制信號給功率模塊，對電源系統進行管理，可以根據系統要求，為功率模塊提供高電平控制信號，控制將多余電荷泄放至電源地，穩定蓄電池電壓；當限頻控制電路根據系統要求，為功率模塊提供低電平控制信號時，功率模塊則對蓄電池充電。因此，如何設計高可靠(抗空間惡劣環境、高效散熱、長期工作)的限頻控制電路，成為本領域技術人員努力的方向。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的就是為了解決同類產品體積大、可靠壽命達不到15年在軌工作的要求，提供一種可靠性高、工作壽命長、抗空間各種輻射、限頻控制電路。具有使用靈活，通用性強的特點。
[0005]實現本實用新型目的的技術解決方案為:
[0006]一種限頻控制混合集成電路，其特征是，包括差分運算電路、補償放大電路、遲滯比較器電路、圖騰柱驅動輸出電路和基準電壓電路；
[0007]差分運算電路將外部的輸入控制信號進行等比例放大輸出，差分運算電路的輸出信號與第二基準電壓經補償放大電路補償放大后做為遲滯比較器電路的同相端輸入信號，第一基準電壓做為遲滯比較器電路的反相端輸入信號；遲滯比較器電路輸出為占空比0 —100%的PWM波形，該PWM波形通過圖騰柱驅動輸出電路后作為驅動輸出端。
[0008]差分運算電路包括第一運算放大器、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第三電容；
[0009]兩路輸入控制信號分別經第二電阻、第三電阻連接至第一運算放大器的反相輸入端和同相輸入端；第一運算放大器的輸出端連接至差分采樣電路，同時經第五電阻反饋至反相輸入端；第三電容和第四電阻并聯后連接到第一運算放大器的同相輸入端與地之間。
[0010]補償放大電路包括第二運放、第十五電阻、第十六電阻和外接的可調電阻；
[0011]差分運算電路的輸出經、第十六電阻連接至第二運放的同相輸入端，基準電壓電路輸出的第二基準電壓經第十五電阻連接至第二運放的反相輸入端；第二運放的輸出端連接至遲滯比較器電路；第二運放的輸出端同時經外接可調電阻反饋至第二運放的反相輸入端。
[0012]第二運放的同相輸入端外接可調電阻。
[0013]遲滯比較器電路包括第四比較器、第十七電阻、第十八電阻、第十九電阻、第二十電阻、第二i^一電阻、第二十二電阻、第十五電容、第十七電容、第十八電容和二極管；
[0014]補償放大電路經第十八電阻連接至第四比較器的同相輸入端，基準電壓電路輸出的第一基準電壓經第十七電阻連接至第四比較器的反相輸入端；第四比較器的同相輸入端、反相輸入端之間連接第十五電容；第四比較器的輸出端連接第二十二電阻，第二十二電阻另一端連接至圖騰柱驅動輸出電路中，同時，第二十二電阻另一端還與二極管的負極相連接，二極管的正極接地；同時，第二十二電阻另一端經第二十一電阻反饋至第四比較器的同相輸入端；第四比較器的負電源端經第二十電阻接一 12V電源，同時，第四比較器的負電源端經第十八電容接地；第四比較器的正電源端經第十九電阻接+12V電源，同時，第四比較器的正電源端經第十七電容接地。
[0015]圖騰柱驅動輸出電路包括第二三極管、第三三極管、第二十三電阻、第二十四電阻和第二十五電阻；
[0016]遲滯比較器電路的輸出端分別連接至第二三極管和第三三極管的基極，第二三極管、第三三極管的源極共接；第二三極管漏極經第二十三電阻接+12V電源；第二三極管漏極經第二十五電阻接地GND;第二三極管、第三三極管的源極共接點經第二十四電阻連接至驅動輸出端。
[0017]本實用新型采用雙極工藝的運算放大器芯片構成差分運算電路、補償放大電路和射極跟隨電路、雙極工藝比較器芯片構成遲滯比較器電路、雙極工藝REF芯片構成基準電壓源，二極管芯片、兩個三極管構成圖騰柱驅動輸出電路；芯片電氣連接采用同質鍵合(鋁鋁鍵合和金金鍵合)，1C芯片、鍵合點過渡芯片采用共晶焊接的組裝，芯片輸出點與基板上的鍵合點過渡芯片通過連接，AL203基板采用共晶焊工藝焊接到金屬外殼呢，提高抗離心加速度沖擊的能力。
[0018]在電路中，差分運算電路將外部輸入的控制信號(鋸齒波)進行等比例放大的輸出與第二基準電壓Vref2再經過補償放大(差分)電路做為遲滯比較器電路的同相輸入信號，第一基準電壓Vrefl做為遲滯比較器電路的反相輸入信號。則遲滯比較器電路輸出為占空比0 — 100%的PWM波形，該信號通過圖騰柱驅動輸出電路。
[0019]本實用新型涉及一種基于二氧化一■招基板的全芯片錫焊工藝的限頻控制電路(尚可靠的混合集成電路)，電路由基準電壓電路、差分放大電路、遲滯比較電路、圖騰柱驅動等組成，基準電壓源、差分放大電路、遲滯比較電路等1C芯片和阻、容元件通過錫焊工藝組裝到三氧化二鋁基板，芯片信號端通過硅鋁絲鍵合到過渡芯片上實現內部電路的電學連接，外弓I線通過金絲鍵合完成電學連接。
[0020]外部控制信號為從系統采樣的三角波信號，經過放大、比較后形成PWM信號，再經過圖騰柱輸出，獲得低電平為0V，高電平9V，頻率為0?10k、占空比0?100%連續可調的方波電壓，為系統后級功率電路提供可靠的驅動信號，同時完成對系統電源電壓進行檢測功能。
[0021]本實用新型的優點是高質量等級、達到很高的抗力學水平:耐恒定加速度應力至少在20000g，機械沖擊應力水平在lOOOOg以上，隨機振動應力水平20?2000Hz，總均方根值大于20grmS，具有抗電離輻射能力(30kRAD)，可靠工作壽命達15年的混合集成電路。
【附圖說明】
[0022]圖1限頻控制電路原理圖；
[0023]圖2差分運算電路圖；
[0024]圖3補償放大電路圖；
[0025]圖4遲滯比較器電路圖；
[0026]圖5圖騰柱驅動電路圖；
[0027]圖6 Vref 電路。
【具體實施方式】
[0028]由圖1所示，本實用新型的一種限頻控制電路，包括差分運算、補償放大、遲滯比較器、圖騰柱驅動輸出、基準電壓電路(或稱Vref電路)。差分運算電路將外部的輸入控制信號(鋸齒波)進行等比例放大的輸出與基準電壓Vref2再經過補償放大(差分)電路做為遲滯比較器電路的同相輸入信號，基準電壓Vrefl做為遲滯比較器電路的反相輸入信號。則遲滯比較器電路輸出為占空比0 — 100%的PWM波形，該信號通過圖騰柱驅動輸出電路。
[0029]由圖2所示，差分運算電路由運算放大器N1D、電阻R2、R3、R4、R5、電容C3、C4構成。輸入控制信號1、2分別經電阻R2、R3連接至運算放大器N1D的反相輸入端和同相輸入端；運算放大器N1D的輸出端連接至補償放大電路，同時經電阻R5反饋至反相