半橋驅(qū)動芯片負壓驅(qū)動技術研究與實現(xiàn).pdf

1、功率集成電路是微電子電路技術與功率半導體器件技術相結合的產(chǎn)物，已被應用到各種高功率產(chǎn)品中。在半橋系統(tǒng)中，較高的母線電壓(600V)和較快的開關速度會導致半橋結構的浮地點產(chǎn)生較大的dv/dt干擾，該干擾會導致被驅(qū)動功率器件誤開啟。而負壓驅(qū)動技術因具有可靠性高、結構簡單等優(yōu)點成為解決此類可靠性問題的主要技術之一。但是傳統(tǒng)負壓驅(qū)動技術還存在諸多缺點。在此背景下，集成負壓驅(qū)動的半橋驅(qū)動芯片設計成為一項具有重要意義的研究。
　　本文首先介紹

2、了半橋驅(qū)動系統(tǒng)以及功率器件IGBT的結構和開關特性。然后對半橋結構中的dv/dt干擾進行研究，深刻理解被驅(qū)動器件IGBT誤開啟的原理。通過時傳統(tǒng)防止誤開啟技術的分析，本文重點研究了負壓驅(qū)動的高電壓過沖、多電源電壓和高低側難以同時應用三大技術難題，最終設計出一款集成新型負壓驅(qū)動的半橋驅(qū)動芯片。本文提出的新型負壓驅(qū)動電路主要分為兩部分:一是可集成單電源負壓產(chǎn)生電路，利用自舉電容、自舉二極管以及必要的反向器，靈活選擇不同的參考地，解決傳統(tǒng)負壓

3、驅(qū)動多電源電壓、高低側難以同時適用的問題;二是負壓驅(qū)動電壓過沖減小電路，包括dv/dt檢測電路，脈沖產(chǎn)生與延時整形電路，以及電流源調(diào)整電路，解決負壓驅(qū)動引起的過沖增大問題，實現(xiàn)了電壓過沖與關斷損耗的高效折衷。
　　本論文設計的集成新型負壓驅(qū)動的半橋驅(qū)動芯片基于600V0.5μm SOI工藝進行了版圖設計和流片，測試結果表明，本文設計的負壓驅(qū)動芯片只需要單個15V電源電壓，可以應用于高低壓兩側，電壓過沖與傳統(tǒng)負壓驅(qū)動相比最高減小了5