600V高壓柵驅動芯片中驅動電路分析與設計.pdf

1、高壓集成電路應用于電機驅動、智能開關、電源汽車電子、平板顯示驅動以及通訊等方面，其廣泛的應用決定了它具有強大的生命力，而對高壓集成電路關鍵技術的研究，也必然會促進以高壓集成電路為基礎的傳統(tǒng)工業(yè)和高新技術的迅速發(fā)展。本文研究的半橋驅動芯片用于驅動風扇和水泵中的小型直流無刷電機，其最大特點是能夠實現(xiàn)單電源驅動圖騰式連接的兩個功率MOSFET管。
　　本論文的主要內容是設計半橋驅動芯片中的死區(qū)時間產生模塊和輸出驅動模塊。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管的關斷時間進行測試，精確選取死區(qū)時間；為了減小這一影響，改進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，能夠縮小芯片版圖面積。為了抑制在半橋拓撲結構中由于功率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行提取，選擇合適的拉灌

3、電流；采用交叉?zhèn)鲗寗臃绞?，降低輸出驅動電路的功耗?br>　　本文基于本實驗室自主開發(fā)的高低壓兼容工藝，運用Spectre、Hspice和Saber軟件對電路進行仿真，利用Virtuso完成版圖設計和驗證，最終實現(xiàn)流片。測試結果表明死區(qū)時間值為600ns，隨電源電壓的波動范圍為3.3％；輸出驅動級的拉電流為270mA，灌電流值為595mA，輸出驅動級的交叉?zhèn)鲗r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r間值存在