H橋功率驅動電路的設計研究.pdf

1、智能功率集成電路(SPIC)的出現對提高系統(tǒng)的可靠性，降低其成本、重量和體積，實現汽車、工業(yè)、通訊等領域中系統(tǒng)的小型化、智能化有著重要的意義。本文分析、設計了一種廣泛應用于直流電機和步進馬達驅動、位置與速度伺服系統(tǒng)、工業(yè)機器人、各種數控設備和打印機和繪圖儀等中的SPIC電路——單片H橋功率驅動集成電路，并對此電路進行了流片。它采用BCD(Bipolar、CMOS、DMOS)工藝制程，輸入電壓范圍為10-60V，基于PWM控制，具有欠壓封

2、鎖、過溫保護、過流保護、電流取樣功能。 在電路設計中，介紹了直流電機的工作原理和數學模型、脈寬調制(PWM)控制原理、H橋電路基本原理和H橋功率驅動電路的兩種控制模式，設計了驅動電路的總體結構，給出了電路的功能模塊，確定了設計的可行性，然后在子電路模塊中，重點分析設計了基準源電路、振蕩器電路、高端功率管柵驅動電路(電荷泵及自舉電路)、低端功率管柵驅動電路和死區(qū)時間產生電路。 文中提出了一種結構簡單的電流控制振蕩器電路。電

3、路利用系統(tǒng)內部基準源產生的電流信號來對電容進行充放電，然后經過控制電路作用后，產生的輸出振蕩波形的上升時間和下降時間非常小，更接近理想矩形波形。通過調節(jié)基準源電流信號或者電容值大小，可調節(jié)振蕩波形的頻率和占空比，同時溫度和電壓的變化對振蕩器輸出波形頻率穩(wěn)定度的影響很小。根據廠方提供的模型，利用EDA軟件對各個子電路及整體電路進行了仿真，確保設計的電路能夠滿足性能指標要求，并給出了仿真結果。最后完成整體電路仿真、典型性能特性仿真分析、版圖