基于溫度自適應調節(jié)的功率器件柵驅動技術設計.pdf

1、先進的功率柵驅動技術能夠通過調節(jié)功率器件的柵極信號實現(xiàn)對功率器件的有效控制，成為提高智能功率集成電路(Smart Power Integrated Circuit，SPIC)工作效率及可靠性的重要手段。隨著SPIC應用領域的拓展，系統(tǒng)溫度變化范圍達-40℃～125℃，在寬溫度范圍下實現(xiàn)對功率器件低開關過沖、低開關損耗及高穩(wěn)定性的控制，對SPIC中的功率器件柵驅動技術提出了新的挑戰(zhàn)。
　　本文在深入分析傳統(tǒng)柵驅動技術的基礎上，提出了

2、一種具有溫度自適應調節(jié)能力的柵驅動電路，采用正溫度系數(shù)電流源驅動絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)，抑制了集電極電流變化速率隨溫度變化產生的波動，改善了IGBT開關過沖的溫度穩(wěn)定性;通過對驅動電流的分段自適應控制，實現(xiàn)了集電極電流變化速率dlc/dt和集電極-發(fā)射極電壓變化速率dvCE/dt的獨立控制，從而優(yōu)化了開關損耗和開關過沖之間的折中關系。此外，本文還設計了閾值電壓參

3、考電平產生電路、集電極電壓斜坡檢測電路和用于控制輸出調節(jié)電路工作狀態(tài)切換的邏輯控制電路等，實現(xiàn)了寬溫度范圍內功率器件開關狀態(tài)的準確檢測。最后，基于0.5μm600V BCD(Bipolar-CMOS-DMOS)工藝進行了電路版圖設計，并進行了仿真分析和流片驗證。
　　測試結果表明:在37.5μJ的開通損耗下，本文提出的柵驅動技術電流過沖僅為0.39A，相比于目前SPIC中的主流柵驅動技術，電流過沖降低了58.9％;在-40℃～12