一种驱动三相马达的集成电路设计

发布时间：2020-12-29 22:53

　　智能功率集成电路(SPIC)实现将功率驱动器件与信号控制集于一体的目的。随着BCD工艺的不断进步,智能功率集成电路获得长足发展。作为SPIC典型应用之一的三相马达驱动,高效可靠的驱动方式已成为当下驱动集成芯片设计研发的重要目标,在航空航天、汽车电子等领域有着广泛的应用。本文采用1μm 600V BCD工艺平台设计了一款驱动三相马达的集成芯片。该芯片输出电压幅值10~20V,输出电流峰值2A,高低端延迟匹配30ns。芯片内部集成了保护模块、高端脉冲产生模块、高端滤波模块、高低端驱动模块、低端延迟模块等功能模块,并选用以高压电平位移和高压隔离技术为核心的半桥驱动电路,其电路技术成熟,可靠性高。本文首先介绍了三相无刷直流电机的结构和驱动原理,确定了驱动电路的主体框架和设计指标,并对驱动电路设计中的关键技术应用进行陈述。然后介绍电路中子模块的工作原理并进行功能验证仿真分析。完成子模块分析设计后,利用Hspice仿真软件对整体电路在不同温度,各工艺角下进行仿真验证,确保电路符合设计指标。接着呈现了该驱动电路的版图设计,简述了版图设计过程中布局布线、静电保护等可靠性问题的考虑。版图绘制后,对电路提... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景和研究意义
    1.2 国内外发展概况
    1.3 本文主要工作
第二章 三相电机工作原理以及驱动电路设计
    2.1 电机概述
    2.2 三相无刷直流电机工作原理
        2.2.1 三相无刷直流电机结构
        2.2.2 三相无刷直流电机具体工作原理
    2.3 驱动电路整体框图及模块功能介绍
    2.4 驱动电路设计的关键技术
        2.4.1 开关速度的优化和通道延时匹配关键技术
        2.4.2 高频工况保护关键技术
    2.5 芯片设计指标
    2.6 本章小结
第三章 驱动芯片部分子电路的设计与优化
    3.1 欠压保护电路
        3.1.1 电路结构及工作原理
        3.1.2 电路仿真结果及分析
    3.2 施密特触发器
        3.2.1 电路结构及工作原理
        3.2.2 电路仿真结果及分析
    3.3 电平位移电路
        3.3.1 电平位移电路结构及工作原理
        3.3.2 电路仿真结果及分析
    3.4 脉冲产生电路
        3.4.1 脉冲产生电路结构及工作原理
        3.4.2 电路仿真结果及分析
    3.5 滤波电路及RS触发器
        3.5.1 滤波电路结构及工作原理
        3.5.2 RS触发器结构及工作原理
        3.5.3 电路仿真结果及分析
    3.6 驱动电路
        3.6.1 驱动电路结构及工作原理
        3.6.2 电路仿真结果及分析
    3.7 本章小结
第四章 芯片整体电路仿真分析
    4.1 测试电路的搭建
        4.1.1 动态电学特性仿真电路
        4.1.2 静态电学特性仿真电路
        4.1.3 饱和电流仿真电路
    4.2 整仿参数优化基本思路
        4.2.1 动态电学特性优化思路
        4.2.2 饱和电流参数优化思路
        4.2.3 静态电学特性优化思路
    4.3 整体电路最终仿真结果
    4.4 本章小结
第五章 驱动电路版图、后仿和流片测试
    5.1 三相马达驱动芯片版图设计
        5.1.1 版图的可靠性设计
        5.1.2 微调（trimming）技术
        5.1.3 版图的布局布线设计
        5.1.4 部分模块版图设计
    5.2 后仿验证及优化
        5.2.1 后仿结果验证及分析
        5.2.2 后仿优化
    5.3 流片测试结果及分析
        5.3.1 芯片样品
        5.3.2 芯片测试结果
    5.4 本章小结
第六章 总结
致谢
参考文献
攻读硕士期间取得的研究成果



本文编号：2946481