阅读说明：本技术 基于厚膜技术的接触器线圈驱动混合集成电路 (Contactor coil driving hybrid integrated circuit based on thick film technology ) 是由 王博 杨波 李少强 于 2020-07-21 设计创作，主要内容包括：基于厚膜技术的接触器线圈驱动混合集成电路,由输入电源处理单元、电源转换单元、PWM波输出单元及接触器线圈控制单元组成；输入电源处理单元对输入电源进行处理；接触器线圈驱动单元对接触器线圈通断控制；电源转换单元为PWM波输出单元和接触器线圈控制单元提供等级电压；PWM波输出单元根据电源转换单元提供的电源电压采样信号通过计算输出PWM波信号,经过反相器后驱动接触器线圈控制单元脉宽调制MOS管的通断；将以上各个单元的元器件通过厚膜技术集成在陶瓷基板上加以封装形成。本发明通过厚膜技术将其各电子元器件制集成在陶瓷基板上加以封装制成混合集成电路,减小了接触器线圈驱动模块的体积和重量,提高了可靠性和电特性。(The contactor coil driving hybrid integrated circuit based on the thick film technology is composed of an input power supply processing unit, a power supply conversion unit, a PWM wave output unit and a contactor coil control unit; the input power supply processing unit processes the input power supply; the contactor coil driving unit controls the on-off of the contactor coil; the power supply conversion unit provides a level voltage for the PWM wave output unit and the contactor coil control unit; the PWM wave output unit outputs PWM wave signals through calculation according to power supply voltage sampling signals provided by the power supply conversion unit, and the PWM wave signals pass through the phase inverter and then drive the contactor coil control unit to switch on and off the MOS tube in a pulse width modulation mode; the components of the above units are integrated on a ceramic substrate by thick film technology and packaged. The invention integrates all electronic components on the ceramic substrate by thick film technology and packages the integrated circuit into a hybrid integrated circuit, thereby reducing the volume and weight of the contactor coil driving module and improving the reliability and electrical characteristics.)

基于厚膜技术的接触器线圈驱动混合集成电路

技术领域

本发明属于航空配电技术领域，主要涉及一种对接触器线圈驱动电路模块的改进。

背景技术

传统接触器为纯机械式电磁接触器，利用线圈通电产生磁场吸引衔铁，带动接触器主触点闭合。接触器启动时，所需电流较大，保持时所需电流较小，一般启动电流为保持电流的10倍左右，单线圈接触器进入保持状态后，保持电流和启动电流相差不大，导致接触器保持时线圈功耗较大、发热，甚至损坏接触器。

双线圈接触器解决了上述问题，具有启动线圈和保持线圈，在接触器启动时接入启动线圈，当衔铁被吸合到一定位置时接入保持线圈，保持电流和启动电流相差较大，接触器保持时线圈功耗降低，但体积和重量仍然较大。

智能接触器通过接触器线圈驱动电路模块的设计，替代双线圈接触器的保持线圈，减小了双线圈接触器的体积和重量，并且解决了单线圈接触器的不足，但由于接触器线圈驱动电路模块一般由各电子元器件组成，选择器件数量较多，并且是在印制电路板上进行焊接，可靠性低，体积和重量仍然较大。

发明内容

本发明是为了解决接触器线圈驱动电路模块可靠性低、电特性差及体积重量大的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:

基于厚膜技术的接触器线圈驱动混合集成电路，主要由输入电源处理单元、电源转换单元、PWM波输出单元及接触器线圈控制单元组成；

所述输入电源处理单元对输入电源进行处理；

所述接触器线圈驱动单元主要实现对接触器线圈通断的控制，主要由脉宽调制MOS管、续流MOS管及其***电路组成，在启动时输出较大电流，保持时输出较小电流；

所述电源转换单元主要为PWM波输出单元和接触器线圈控制单元提供所需等级电压，并且为PWM波输出单元提供电源电压采样信号，主要由三端稳压器、二极管、三极管、电阻及电容电子元器件组成；

所述PWM波输出单元根据电源转换单元提供的电源电压采样信号通过计算输出PWM波信号，经过反相器后驱动接触器线圈控制单元脉宽调制MOS管的通断；

本接触器线圈驱动混合集成电路是将以上各个单元的元器件通过厚膜技术集成在陶瓷基板上，并加以封装形成。

所述元器件有电阻、电容、二极管、三极管、MOS管、TVS二极管、线性三端稳压器及单片机。

采用上述技术方案的有益效果:

本发明通过厚膜技术将其各电子元器件制集成在陶瓷基板上，并加以封装，将其制作成混合集成电路，最大限度减小了接触器线圈驱动模块的体积和重量，提高了其可靠性和电特性，对智能接触器轻量化设计、可靠性设计具有里程碑的意义。对目前的接触器线圈驱动电路模块进行优化，形成混合集成电路，减小其体积和重量，提高可靠性和电特性。

附图说明

图1系本发明基于厚膜技术的接触器线圈驱动混合集成电路组成框图。

具体实施方式

如图1所示，基于厚膜技术的接触器线圈驱动混合集成电路，主要由输入电源处理单元、电源转换单元、PWM波输出单元及接触器线圈控制单元组成；

所述输入电源处理单元对输入电源进行处理，如电压尖峰抑制和防雷滤波；

所述接触器线圈驱动单元主要实现对接触器线圈通断的控制，主要由脉宽调制MOS管、续流MOS管及其***电路组成，在启动时输出较大电流，保持时输出较小电流；

所述电源转换单元主要为PWM波输出单元和接触器线圈控制单元提供所需等级电压，并且为PWM波输出单元提供电源电压采样信号，主要由三端稳压器、二极管、三极管、电阻及电容电子元器件组成；

所述PWM波输出单元根据电源转换单元提供的电源电压采样信号通过计算输出PWM波信号，经过反相器后驱动接触器线圈控制单元脉宽调制MOS管的通断；

本接触器线圈驱动混合集成电路是将以上各个单元的元器件通过厚膜技术集成在陶瓷基板上，并加以封装形成。

所述元器件有电阻、电容、二极管、三极管、MOS管、TVS二极管、线性三端稳压器及单片机。

本接触器线圈驱动混合集成电路的具体实施方案如下：

a)将电路原理图划分成对应的功能部件图，采用平面布图法将其转化成可以在陶瓷基片上实现的电路布置图，再根据照相法制作出厚膜网络模板；

b)对于电阻，是在陶瓷基板上用电阻浆料制作厚膜电阻，根据电阻阻值的不同，通常选用不同材料的浆料，电阻的阻值通过激光调阻技术实现，对厚膜电阻要求主要为精度高、阻值温度系数小、稳定性好；

c)对于电容，是将片式电容通过粘接或锡焊的方式安装在陶瓷基板上，安装时需要注意其连接可靠性；

d)对于二极管、三极管、MOS管、线性三端稳压器、单片机等器件，将其裸芯片通过金丝球键合的方式集成在陶瓷基板上，键合质量主要受到金丝成球形状的影响，金丝纯度越高，金丝球质量越好，但过高的金球纯度为影响键合强度，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。

将集成了电子元器件的陶瓷基板外加封装，形成混合集成电路。