半橋驅(qū)動(dòng)芯片負(fù)壓驅(qū)動(dòng)技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、功率集成電路是微電子電路技術(shù)與功率半導(dǎo)體器件技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，已被應(yīng)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(guān)速度會(huì)導(dǎo)致半橋結(jié)構(gòu)的浮地點(diǎn)產(chǎn)生較大的dv/dt干擾，該干擾會(huì)導(dǎo)致被驅(qū)動(dòng)功率器件誤開啟。而負(fù)壓驅(qū)動(dòng)技術(shù)因具有可靠性高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)成為解決此類可靠性問題的主要技術(shù)之一。但是傳統(tǒng)負(fù)壓驅(qū)動(dòng)技術(shù)還存在諸多缺點(diǎn)。在此背景下，集成負(fù)壓驅(qū)動(dòng)的半橋驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)成為一項(xiàng)具有重要意義的研究。
　　本文首先介紹

2、了半橋驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及功率器件IGBT的結(jié)構(gòu)和開關(guān)特性。然后對(duì)半橋結(jié)構(gòu)中的dv/dt干擾進(jìn)行研究，深刻理解被驅(qū)動(dòng)器件IGBT誤開啟的原理。通過時(shí)傳統(tǒng)防止誤開啟技術(shù)的分析，本文重點(diǎn)研究了負(fù)壓驅(qū)動(dòng)的高電壓過沖、多電源電壓和高低側(cè)難以同時(shí)應(yīng)用三大技術(shù)難題，最終設(shè)計(jì)出一款集成新型負(fù)壓驅(qū)動(dòng)的半橋驅(qū)動(dòng)芯片。本文提出的新型負(fù)壓驅(qū)動(dòng)電路主要分為兩部分:一是可集成單電源負(fù)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(fù)壓

3、驅(qū)動(dòng)多電源電壓、高低側(cè)難以同時(shí)適用的問題;二是負(fù)壓驅(qū)動(dòng)電壓過沖減小電路，包括dv/dt檢測(cè)電路，脈沖產(chǎn)生與延時(shí)整形電路，以及電流源調(diào)整電路，解決負(fù)壓驅(qū)動(dòng)引起的過沖增大問題，實(shí)現(xiàn)了電壓過沖與關(guān)斷損耗的高效折衷。
　　本論文設(shè)計(jì)的集成新型負(fù)壓驅(qū)動(dòng)的半橋驅(qū)動(dòng)芯片基于600V0.5μm SOI工藝進(jìn)行了版圖設(shè)計(jì)和流片，測(cè)試結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的負(fù)壓驅(qū)動(dòng)芯片只需要單個(gè)15V電源電壓，可以應(yīng)用于高低壓兩側(cè)，電壓過沖與傳統(tǒng)負(fù)壓驅(qū)動(dòng)相比最高減小了5