【摘 要】
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功率集成电路拥有一定的功率处理能力,而且还能够实现功率控制、信号处理和与外界通信,所以它被工业界一直高度重视。作为功率集成电路近十年的研究热点,高压栅驱动芯片是连接控制信号和功率器件的桥梁,其性能的好坏直接影响到整个应用系统的稳定,所以对高压栅驱动芯片的技术研究显得尤为重要。本文基于1μm 600 V BCD工艺平台设计了一款高压栅驱动芯片,该芯片兼容内部时钟和外部同步两种输入模式,且振荡频率能够
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功率集成电路拥有一定的功率处理能力,而且还能够实现功率控制、信号处理和与外界通信,所以它被工业界一直高度重视。作为功率集成电路近十年的研究热点,高压栅驱动芯片是连接控制信号和功率器件的桥梁,其性能的好坏直接影响到整个应用系统的稳定,所以对高压栅驱动芯片的技术研究显得尤为重要。本文基于1μm 600 V BCD工艺平台设计了一款高压栅驱动芯片,该芯片兼容内部时钟和外部同步两种输入模式,且振荡频率能够由外接电容和电阻的大小进行调节;芯片中增加了可调节死区,能够通过改变外接电阻的大小来改变死区时间;此外,芯片还具备欠压保护和异常关断两个保护模块,能够保证芯片在异常工作时能够及时被关断。本文首先对高压栅驱动研究背景和意义进行了调研,随后对死区技术进行了详细分析,并且提出了一种自适应死区结构,采用了同侧检测反馈的方法,利用电压检测、电流检测、动态死区调节电路使得死区时间随着负载的变化而变化,在保证高低侧功率管不会直通的同时,尽可能的减小了芯片的功耗。然后介绍了芯片的整体架构,规划了设计指标,并从各子模块功能和信号传输路径描述了该芯片的工作原理。随后对芯片重要子模块进行了设计、仿真与分析,包括振荡器模块、输入信号确定模块、死区模块、低侧先开启模块、窄脉冲模块、电平位移模块、驱动模块和保护模块。最后对芯片进行了整体的仿真,指标满足后进行了版图绘制和后仿,从电学性能参数的介绍到测试电路搭建再到仿真结果分析,一步一步验证了该芯片的功能。
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