新一代电机驱动芯片数字化方法研究

发布时间：2020-08-21 03:20

【摘要】：随着能源储量的减少,节能减排越来越成为全社会亟待解决的问题,汽车工作效率的发展已被广泛认可为提高能源安全和建立环保经济的重要方案。汽车的核心部位是车用驱动电机系统,而电机驱动芯片作为系统中的控制枢纽,其集成了数模控制电路和DMOS功率器件,可用在驱动感性负载如直流、步进电机和继电器等。如何设计具有更高效率以及可靠性,符合小型化、集成化和智能化的新型电机驱动芯片成为当下研究热点。近年来,使驱动系统效率提升最明显的是同步整流技术,为此出现了专为汽车电机系统所需的新一代电机驱动芯片即同步整流芯片。为确保驱动芯片在各种复杂条件特别是汽车电子应用中都能稳定、可靠的工作,进一步减小驱动芯片内部功耗,增加其对不同使用条件下的电机负载的调控,开展新一代电机驱动芯片即同步整流的数字化方法研究。针对车用电机驱动芯片低功耗、高精度需求,结合数字逻辑设计使用超低功耗Trimming校准模块替换传统校准方案的高精度电压、电流系统,并应用于车用同步整流驱动芯片。针对车用同步整流驱动芯片基本原理和特殊负载需求,设计调控MOT时间和芯片工作模式的频率检测、校准数字调控模块(FM模块)。基于某代工厂0.35μmBCD工艺平台,使用Cadence相关工具完成高精度电压、电流系统的全工艺角、蒙特卡洛仿真,Modelsim、VCS等工具完成FM模块代码的验证、综合,并对提取了后仿寄生参数的FM模块进行后仿验证,参与版图绘制后最终进行流片,并对流片结果进行测试。所测流片样本中,其数字化优化目标V_(BG_INT)电压最大误差-0.009V~0.002V,I_(REF_Ori)电流最大误差0.19μA,AVDD最大误差0.026V。同时在误差允许的范围内实现了对MOT时间和芯片工作模式的计算与控制,达到了减小芯片内部功耗、增加芯片对负载适应能力和提高工作效率的预期目标。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN40;U469.7
【图文】：

三相定子绕组模型

功率MOSFET结构

预稳压偏置电流、初级带隙电压模块

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本文编号：2798844