【摘 要】
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智能功率集成电路(SPIC)实现将功率驱动器件与信号控制集于一体的目的。随着BCD工艺的不断进步,智能功率集成电路获得长足发展。作为SPIC典型应用之一的三相马达驱动,高效可靠的
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智能功率集成电路(SPIC)实现将功率驱动器件与信号控制集于一体的目的。随着BCD工艺的不断进步,智能功率集成电路获得长足发展。作为SPIC典型应用之一的三相马达驱动,高效可靠的驱动方式已成为当下驱动集成芯片设计研发的重要目标,在航空航天、汽车电子等领域有着广泛的应用。 本文采用1μm 600V BCD工艺平台设计了一款驱动三相马达的集成芯片。该芯片输出电压幅值10~20V,输出电流峰值 2A,高低端延迟匹配 30ns。芯片内部集成了保护模块、高端脉冲产生模块、高端滤波模块、高低端驱动模块、低端延迟模块等功能模块,并选用以高压电平位移和高压隔离技术为核心的半桥驱动电路,其电路技术成熟,可靠性高。 本文首先介绍了三相无刷直流电机的结构和驱动原理,确定了驱动电路的主体框架和设计指标,并对驱动电路设计中的关键技术应用进行陈述。然后介绍电路中子模块的工作原理并进行功能验证仿真分析。完成子模块分析设计后,利用Hspice仿真软件对整体电路在不同温度,各工艺角下进行仿真验证,确保电路符合设计指标。接着呈现了该驱动电路的版图设计,简述了版图设计过程中布局布线、静电保护等可靠性问题的考虑。版图绘制后,对电路提取含有寄生参数的网表进行后仿验证分析,并对后仿阶段出现的问题进行优化微调。待芯片流片完成后,给出了初样测试结果以及客户试用结果。 本文按照电路设计与分析、前仿验证与优化、版图设计、后仿验证与优化、流片初样的封装与测试这一芯片设计流程进行叙述。通过集成电路理论分析、EDA仿真工具仿真验证以及流片后初样的测试,验证了该三相马达驱动芯片的可靠性。
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