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文檔簡介
1、半橋驅(qū)動芯片是典型的高壓集成電路,在電機(jī)驅(qū)動、開關(guān)電源及汽車電子中有著廣泛的應(yīng)用。本文研究了dv/dt噪聲在半橋驅(qū)動芯片的功率驅(qū)動級上產(chǎn)生的危害和解決方案,并對驅(qū)動級電路模塊進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計,分析了驅(qū)動級電路性能參數(shù)對開關(guān)損耗的影響。
本文首先分析了半橋驅(qū)動芯片的高壓側(cè)功率管驅(qū)動技術(shù)背景及橋式驅(qū)動電路相關(guān)理論,研究了dv/dt噪聲在驅(qū)動級產(chǎn)牛的機(jī)理,分析了死區(qū)時間的最優(yōu)設(shè)計方案及功率管的開關(guān)損耗與驅(qū)動級電路參數(shù)的關(guān)系。然后根據(jù)系
2、統(tǒng)級整體芯片對驅(qū)動電路的設(shè)計要求,在Cadence和Saber仿真軟件下設(shè)計了驅(qū)動電路模塊,即輸出緩沖電路、柵極驅(qū)動電阻以及死區(qū)時間產(chǎn)生電路。本文在輸出緩沖電路中推導(dǎo)了兩支路反相器鏈產(chǎn)生小死區(qū)時間的最優(yōu)化設(shè)計方案;在高壓橋式電路中,針對單支路柵極電阻容易受到dv/dt噪聲干擾而導(dǎo)致橋臂直通的問題,優(yōu)化設(shè)計了一種雙支路柵極電阻方案,并對其進(jìn)行了理論分析和仿真測試驗證;此外,本文設(shè)計的死區(qū)時間產(chǎn)生電路具有交叉互鎖保護(hù)功能,能防止輸入信號同時
3、為高電平時誤開啟同一橋臂上的兩功率管。
流片測試結(jié)果表明:在dv/dt噪聲為25V/ns的系統(tǒng)測試條件下,優(yōu)化的雙支路柵極電阻方案能夠有效防止橋臂功率管由于高dv/dt噪聲干擾而發(fā)生直通,而且在驅(qū)動參數(shù)相同的條件下,此方案相對于單支路柵極電阻方案,開關(guān)損耗減小了20%以上。模塊電路測試結(jié)果表明:輸出緩沖電路拉灌電流為293mA/780mA,小死區(qū)時間為40ns/55ns;死區(qū)時間產(chǎn)生電路產(chǎn)生的死區(qū)時問為575ns/592ns,
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