基于600V半橋工藝的功率驅(qū)動(dòng)電路分析與設(shè)計(jì).pdf

1、半橋驅(qū)動(dòng)芯片是典型的高壓集成電路，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)、開關(guān)電源及汽車電子中有著廣泛的應(yīng)用。本文研究了dv/dt噪聲在半橋驅(qū)動(dòng)芯片的功率驅(qū)動(dòng)級(jí)上產(chǎn)生的危害和解決方案，并對(duì)驅(qū)動(dòng)級(jí)電路模塊進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，分析了驅(qū)動(dòng)級(jí)電路性能參數(shù)對(duì)開關(guān)損耗的影響。
　　本文首先分析了半橋驅(qū)動(dòng)芯片的高壓側(cè)功率管驅(qū)動(dòng)技術(shù)背景及橋式驅(qū)動(dòng)電路相關(guān)理論，研究了dv/dt噪聲在驅(qū)動(dòng)級(jí)產(chǎn)牛的機(jī)理，分析了死區(qū)時(shí)間的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案及功率管的開關(guān)損耗與驅(qū)動(dòng)級(jí)電路參數(shù)的關(guān)系。然后根據(jù)系

2、統(tǒng)級(jí)整體芯片對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)要求，在Cadence和Saber仿真軟件下設(shè)計(jì)了驅(qū)動(dòng)電路模塊，即輸出緩沖電路、柵極驅(qū)動(dòng)電阻以及死區(qū)時(shí)間產(chǎn)生電路。本文在輸出緩沖電路中推導(dǎo)了兩支路反相器鏈產(chǎn)生小死區(qū)時(shí)間的最優(yōu)化設(shè)計(jì)方案;在高壓橋式電路中，針對(duì)單支路柵極電阻容易受到dv/dt噪聲干擾而導(dǎo)致橋臂直通的問題，優(yōu)化設(shè)計(jì)了一種雙支路柵極電阻方案，并對(duì)其進(jìn)行了理論分析和仿真測(cè)試驗(yàn)證;此外，本文設(shè)計(jì)的死區(qū)時(shí)間產(chǎn)生電路具有交叉互鎖保護(hù)功能，能防止輸入信號(hào)同時(shí)

3、為高電平時(shí)誤開啟同一橋臂上的兩功率管。
　　流片測(cè)試結(jié)果表明:在dv/dt噪聲為25V/ns的系統(tǒng)測(cè)試條件下，優(yōu)化的雙支路柵極電阻方案能夠有效防止橋臂功率管由于高dv/dt噪聲干擾而發(fā)生直通，而且在驅(qū)動(dòng)參數(shù)相同的條件下，此方案相對(duì)于單支路柵極電阻方案，開關(guān)損耗減小了20％以上。模塊電路測(cè)試結(jié)果表明:輸出緩沖電路拉灌電流為293mA/780mA，小死區(qū)時(shí)間為40ns/55ns;死區(qū)時(shí)間產(chǎn)生電路產(chǎn)生的死區(qū)時(shí)問為575ns/592ns，