600V高壓柵驅(qū)動芯片中驅(qū)動電路分析與設(shè)計.pdf

1、高壓集成電路應(yīng)用于電機(jī)驅(qū)動、智能開關(guān)、電源汽車電子、平板顯示驅(qū)動以及通訊等方面，其廣泛的應(yīng)用決定了它具有強(qiáng)大的生命力，而對高壓集成電路關(guān)鍵技術(shù)的研究，也必然會促進(jìn)以高壓集成電路為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)工業(yè)和高新技術(shù)的迅速發(fā)展。本文研究的半橋驅(qū)動芯片用于驅(qū)動風(fēng)扇和水泵中的小型直流無刷電機(jī)，其最大特點是能夠?qū)崿F(xiàn)單電源驅(qū)動圖騰式連接的兩個功率MOSFET管。
　　本論文的主要內(nèi)容是設(shè)計半橋驅(qū)動芯片中的死區(qū)時間產(chǎn)生模塊和輸出驅(qū)動模塊。針對死區(qū)時間會對

2、系統(tǒng)的輸出波形帶來影響這一問題，本文通過采用Saber仿真軟件對功率MOSFET管的關(guān)斷時間進(jìn)行測試，精確選取死區(qū)時間；為了減小這一影響，改進(jìn)電路通過采用電流源反相器與電流漏反相器的合理搭配，增加死區(qū)時間的穩(wěn)定性，同時采用偏置電流控制死區(qū)時間的技術(shù)，能夠縮小芯片版圖面積。為了抑制在半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中由于功率MOSFET管的快速特性引起的Cdv/dt現(xiàn)象，本文通過搭建功率MOSFET管柵極電荷測試電路對功率管的柵極電荷進(jìn)行提取，選擇合適的拉灌

3、電流；采用交叉?zhèn)鲗?dǎo)驅(qū)動方式，降低輸出驅(qū)動電路的功耗。
　　本文基于本實驗室自主開發(fā)的高低壓兼容工藝，運(yùn)用Spectre、Hspice和Saber軟件對電路進(jìn)行仿真，利用Virtuso完成版圖設(shè)計和驗證，最終實現(xiàn)流片。測試結(jié)果表明死區(qū)時間值為600ns，隨電源電壓的波動范圍為3.3％；輸出驅(qū)動級的拉電流為270mA，灌電流值為595mA，輸出驅(qū)動級的交叉?zhèn)鲗?dǎo)時間為幾乎為0s。由于工藝偏差，實測的死區(qū)時間、拉灌電流和交叉?zhèn)鲗?dǎo)時間值存在