A型漏電保護器專用控制芯片的優(yōu)化設計.pdf

1、隨著經(jīng)濟的發(fā)展、社會的進步，用電設備趨于大型化和復雜化，節(jié)能環(huán)保意識深入人心，整流、變頻和開關電源設備得到廣泛應用，電網(wǎng)中出現(xiàn)越來越多的非正弦剩余漏電電流和諧波電流，傳統(tǒng)的AC型剩余漏電保護器經(jīng)常出現(xiàn)誤觸發(fā)或者漏電拒動的現(xiàn)象，造成大量的財產(chǎn)損失和人員傷亡，已經(jīng)滿足不了市場需求。因此，對交流和脈動直流漏電都能確保脫扣的A型漏電保護器得到大力推廣。
　　為了滿足市場應用的需求，本文主要解決A型漏電保護器專用控制芯片漏電跳閘閾值離散大的

2、問題。本文主要的研究工作和創(chuàng)新點為:
　　1.分析了A型漏電保護器專用控制芯片的工作原理、系統(tǒng)結構和工作流程，以及芯片各個組成模塊對漏電跳閘閾值離散帶來的影響。結合市場應用需求和性能指標，給出了系統(tǒng)解決方案。
　　2.對芯片的模擬電路部分進行了優(yōu)化設計。分析了集成電路設計過程中的不匹配因素，包括系統(tǒng)失調(diào)和隨機失調(diào);介紹了減小運放輸入失調(diào)電壓的方法，并完成了斬波穩(wěn)定運算放大器的設計;分析了振蕩電路的振蕩頻率PVT離散因素和補償

3、方案，提出了創(chuàng)新的振蕩頻率PVT補償?shù)奈搽娏餍铜h(huán)形振蕩電路。
　　3.對芯片的數(shù)字部分進行優(yōu)化設計。根據(jù)電流互感器感應出的漏電波形的特征，優(yōu)化設計了數(shù)字判別算法，實現(xiàn)A型漏電電流的判別，完成了數(shù)字電路設計。
　　4.采用CSMC0.5μm CMOS工藝，完成了芯片整體的電路設計、仿真、版圖設計和流片，并對芯片進行了功能測試。本文設計的A型漏電保護器芯片測試結果，AC型漏電電流跳閘閾值偏離到26mA，工藝離散為-3.5％～+3