[实用新型]一种多路阀门驱动的VMOS混膜集成芯片

说明书

技术领域

本实用新型用于航天推进领域，具体涉及驱动多路阀门的混膜集成芯片，以减小器件的体积和重量。

背景技术

航天推进领域根据不同的应用有多种阀门，可分为推进剂的流量控制阀门和管路的压力控制阀门，各种阀门和不同推力的推力器组合，用于航天器的姿态控制和轨道调整，是航天器推进系统的重要组件。所有阀门的开关均通过推进分系统控制线路盒内的驱动功率管来实现。为了满足可靠性要求，驱动阀门的功率管采用并联或串联的冗余方式。阀门的路数越多，需要的功率管数量越大，而功率驱动管本身体积非常大，限制了单板中控制电路的数量，导致最终的产品体积庞大、重量重。然而，航天领域对产品的重量与体积都有着苛刻的要求，为了解决超大超重的问题，能驱动多路阀门的混膜集成芯片应运而生。此前未见国内外有类似或相关的报告。

实用新型内容

本实用新型的目的在于采用混合集成技术，将多个现有分立的功率驱动芯片内核做成串并联模式的专用芯片，驱动多路负载，从而减小驱动印刷线路板的体积及重量，增加单板可容纳的控制回路总数，减小航天器的体积和重量。

本实用新型提供的方案是用VMOS芯片的内核串并联作为一路负载（阀门）的输出，一个混膜集成芯片可驱动4路负载，根据驱动负载的功率大小不同，集成了两款不同的芯片,其中，VMOS为具有垂直沟道的绝缘栅型场效应管。

根据本实用新型的一个方面，提供一种多路阀门驱动的VMOS混膜集成芯片，其包括多组功率开关，每一组功率开关作为一路阀门的输出，其中：所述功率开关包括第一功率MOS管V1、第二功率MOS管V2、第三功率MOS管V3、第四功率MOS管V4，所述第一功率MOS管V1和第二功率MOS管V2串联而成的左桥臂作为第一上下桥臂驱动端，所述第三功率MOS管V3和第四功率MOS管V4串联而成的右桥臂作为第二上下桥臂驱动端，所述左桥臂与右桥臂并联。

优选地，当第一功率MOS管V1的端口AO1、第二功率MOS管V2的端口AO2为高电平，而第三功率MOS管V3的端口AO3、第四功率MOS管V4的端口AO4为低电平时，第一功率MOS管V1和第二功率MOS管V2导通，第三功率MOS管V3和第四功率MOS管V4截止，即该组功率开关的左桥臂导通；

当第三功率MOS管V3的端口AO3、第四功率MOS管V4的端口AO4为高电平，而第一功率MOS管V1的端口AO1、第二功率MOS管V2的端口AO2为低电平时，第一功率MOS管V1和第二功率MOS管V2截止，第三功率MOS管V3和第四功率MOS管V4导通，即该组功率开关的右桥臂导通；

第一功率MOS管V1的端口AO1、第二功率MOS管V2的端口AO2、第三功率MOS管V3的端口AO3和第四功率MOS管V4的端口AO4全为高电平时，该组功率开关的左桥臂、右桥臂均导通。

优选地，其外壳采用10#钢。

优选地，单路最大工作电流为4.5A。

优选地，其外壳采用可伐铬金。

优选地，单路最大工作电流为3A。

优选地，二次电源电压为+5V、+12V，功率电源电压为+28V。

优选地，功率开关的组数为4组，分别驱动4路负载。

比如推进线路盒中，单块模块设计为驱动7路电磁阀和4路自锁阀，尺寸234mm×234mm，固封后单模块重量1.015kg。而同样尺寸234mm*234mm的板子，可以放9个HG9401A，或者24个HG9401B。其中HG9401B驱动自锁阀，而自锁阀的开关分别控制，故一个HG9401B控制2个自锁阀的状态。就是说该板子可以驱动9路电磁阀和12路自锁阀，明显减少了板子的用量。上文中提到的7个电磁阀和4个自锁阀只需用2片HG9401A和2片HG9401B即可实现。从以上分析可知，使用混膜集成芯片方案大大缩减了分立元器件的使用个数，精简了PCB板的尺寸和整体器件的重量，非常符合航天产业的要求。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：

首先，实现了单芯片的多路阀门驱动；

其次，实现了整器的减重减小体积的要求；

再次，减少了板极线的内部互连，精简了板级布线设计；

最后，芯片内部的电路是成熟电路，使得该芯片简洁可靠，该芯片将在航天领域具有重大的意义。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为单路阀门驱动示意图。

图2是根据本实用新型的一个实施例的集成芯片的俯视图。

图3是根据本实用新型的另一个实施例的集成芯片的俯视图。