基于600V半橋工藝的功率驅動電路分析與設計.pdf

1、半橋驅動芯片是典型的高壓集成電路，在電機驅動、開關電源及汽車電子中有著廣泛的應用。本文研究了dv/dt噪聲在半橋驅動芯片的功率驅動級上產生的危害和解決方案，并對驅動級電路模塊進行了優(yōu)化設計，分析了驅動級電路性能參數(shù)對開關損耗的影響。
　　本文首先分析了半橋驅動芯片的高壓側功率管驅動技術背景及橋式驅動電路相關理論，研究了dv/dt噪聲在驅動級產牛的機理，分析了死區(qū)時間的最優(yōu)設計方案及功率管的開關損耗與驅動級電路參數(shù)的關系。然后根據(jù)系

2、統(tǒng)級整體芯片對驅動電路的設計要求，在Cadence和Saber仿真軟件下設計了驅動電路模塊，即輸出緩沖電路、柵極驅動電阻以及死區(qū)時間產生電路。本文在輸出緩沖電路中推導了兩支路反相器鏈產生小死區(qū)時間的最優(yōu)化設計方案;在高壓橋式電路中，針對單支路柵極電阻容易受到dv/dt噪聲干擾而導致橋臂直通的問題，優(yōu)化設計了一種雙支路柵極電阻方案，并對其進行了理論分析和仿真測試驗證;此外，本文設計的死區(qū)時間產生電路具有交叉互鎖保護功能，能防止輸入信號同時

3、為高電平時誤開啟同一橋臂上的兩功率管。
　　流片測試結果表明:在dv/dt噪聲為25V/ns的系統(tǒng)測試條件下，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，而且在驅動參數(shù)相同的條件下，此方案相對于單支路柵極電阻方案，開關損耗減小了20％以上。模塊電路測試結果表明:輸出緩沖電路拉灌電流為293mA/780mA，小死區(qū)時間為40ns/55ns;死區(qū)時間產生電路產生的死區(qū)時問為575ns/592ns，