单片集成智能功率模块,因其集成度高、功耗低、可靠性高等特点,在低功耗和高可靠性的电力电子应用系统中有着广泛的应用。由于其工作的频率由内部集成的振荡器所决定,而集成在其内部的功率管通常工作在几百伏的电压下,功率管在开关的过程中会产生安培级别的电流,高压大电流的工作环境下会产生很大的热量导致整个芯片的温度升高从而影响振荡器模块频率的稳定性,因此一个低温漂高稳定性的振荡器在芯片中尤为重要。本文通过分析传统窗口式张弛振荡器的工作原理和性能,从给电容充电的电流源、电容充电的上下限电压以及电路中比较器和触发器的延时三个方面优化振荡器的温度和电源电压特性。首先通过外部电压输入在串并联温度补偿的电阻上获得稳定的电压从而得到低温度系数的电流源;其次利用电流模带隙基准电路产生低温度系数的比较器门限电压,控制电容充电的上下限;最后利用电容在两次分段充电过程中通过相同的比较器和触发器延时相等的原理来消除延时。通过对三个关键参数的优化,实现低温度系数高稳定性的张弛振荡器电路。本文基于0.5μm 600V SOI工艺进行流片。测试结果表明,在40℃～125℃温度范围内的温度系数为156ppm/℃,频率误差绝对值小于2.23%,与传统的电路相比降低48%;在电源电压从13V变化到17V时的频率误差绝对值小于1.97%,与传统的电路相比降低34%;最大功耗为1.785mW,以上指标均达到设计要求。