一种28V/1.8A智能功率开关的保护电路设计
发布时间：2021-11-05 02:35
由于智能功率开关电路具有完备的保护功能,能够工作在各种恶劣的环境中,并且体积小、通用性好以及功耗低等优点。本文针对目前分立器件实现的离散量功率输出及保护模块体积重量大、功耗高、可靠性低、通用性差,无法满足数量日益增多的应用需求等缺点,设计了一款28V/1.8A的智能功率开关芯片。芯片主要设计指标为:适用于4.9V52V的宽输入电压范围,功率管的导通电阻（RDS（ON））仅为0.22Ω,工作温度范围为-50oC150oC,同时还有过压、欠压、短路保护和负载开路检测等功能。电路设计过程中,论文首先对智能功率开关芯片的设计要求和指标、整体电路结构框架以及芯片工作原理作了分析介绍。由于芯片要能够在条件恶劣的环境下正常工作,因此重点分析和介绍了各种保护电路以及对芯片正常工作的影响。然后对芯片的主要保护电路包括过压和欠压保护、过温保护、短路保护以及负载开路检测电路等进行了分析设计和仿真。基于主要保护电路的基本原理和仿真优化结果分析,作者采用电路仿真软件Cadence Spectre完成对整体电路的仿真。结果显示:导通电阻为81mΩ;芯片开启时间为20μs...
【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】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 智能功率集成电路的发展状况
1.2 智能功率开关的发展
1.3 保护电路的分类
1.4 本论文主要内容及任务安排
第二章 智能功率开关的整体结构设计
2.1 智能功率开关的设计指标
2.2 智能功率开关的整体结构框图及各模块功能分析
2.3 智能功率开关芯片工作原理
2.4 本章小结
第三章 保护电路的设计与仿真
3.1 过温保护电路
3.1.1 过温保护电路的工作原理
3.1.2 过温保护电路的电路设计
3.1.3 过温保护电路仿真与结果分析
3.2 负载开路诊断电路
3.2.1 负载开路诊断电路设计
3.2.2 负载开路诊断电路仿真与结果分析
3.3 栅极保护电路
3.4 欠压与过压保护电路
3.4.1 欠压与过压保护电路的电路设计
3.4.2 欠压与过压保护电路的仿真与结果分析
3.5 短路保护电路
3.5.1 短路保护电路的电路设计
3.5.2 短路保护电路的仿真与结果分析
3.6 本章小结
第四章 整体电路的仿真
4.1 芯片重要参数的仿真
4.1.1 导通电阻
4.1.2 芯片开启和关断时间
4.1.3 感性负载快速消磁
4.2 保护电路整体仿真
4.2.1 过温关断整体仿真
4.2.2 欠压与过压
4.2.3 短路保护
4.3 本章小结
第五章 智能功率开关的版图设计
5.1 BCD工艺简介
5.2 版图设计流程介绍
5.3 智能功率开关电路版图设计
5.2.1 整体版图设计与布局
5.2.2 版图可靠性设计
5.2.3 整体电路版图
5.4 本章小结
第六章 结论
致谢
参考文献
攻硕期间取得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]大功率半导体器件的发展与展望[J]. 钱照明,盛况. 大功率变流技术. 2010(01)
[2]峰值电流模式降压DC/DC变换器芯片设计[J]. 陈晓飞,邹雪城,成俊,刘政林. 微电子学与计算机. 2008(08)
[3]BCD集成电路技术的研究与进展[J]. 杨银堂,朱海刚. 微电子学. 2006(03)
[4]直流开关稳压电源的保护技术[J]. 杨碧石,蒋金周. 电源技术应用. 2003(03)
[5]DC/DC模块电源的选择与应用[J]. 荣谦. 今日电子. 2002(04)
[6]通信开关电源的五种PWM反馈控制模式研究[J]. 华伟. 通信电源技术. 2001(02)
[7]开关电源两种控制模式的分析与比较[J]. 王创社,乐开端,谭玉山,杜忠. 电力电子技术. 1998(03)
硕士论文
[1]BUCK型DC-DC中关键电路的研究与设计[D]. 苟静.西南交通大学 2014
[2]采用峰值电流模式PWM控制的BOOST型DC-DC转换器设计[D]. 李林华.电子科技大学 2013
[3]一种基于双斜坡补偿技术的DC-DC开关电源IC设计[D]. 闫海鹏.电子科技大学 2007
[4]BCD工艺在电源管理IC设计中的应用[D]. 赵双龙.浙江大学 2006
本文编号：3476896
【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】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 智能功率集成电路的发展状况
1.2 智能功率开关的发展
1.3 保护电路的分类
1.4 本论文主要内容及任务安排
第二章 智能功率开关的整体结构设计
2.1 智能功率开关的设计指标
2.2 智能功率开关的整体结构框图及各模块功能分析
2.3 智能功率开关芯片工作原理
2.4 本章小结
第三章 保护电路的设计与仿真
3.1 过温保护电路
3.1.1 过温保护电路的工作原理
3.1.2 过温保护电路的电路设计
3.1.3 过温保护电路仿真与结果分析
3.2 负载开路诊断电路
3.2.1 负载开路诊断电路设计
3.2.2 负载开路诊断电路仿真与结果分析
3.3 栅极保护电路
3.4 欠压与过压保护电路
3.4.1 欠压与过压保护电路的电路设计
3.4.2 欠压与过压保护电路的仿真与结果分析
3.5 短路保护电路
3.5.1 短路保护电路的电路设计
3.5.2 短路保护电路的仿真与结果分析
3.6 本章小结
第四章 整体电路的仿真
4.1 芯片重要参数的仿真
4.1.1 导通电阻
4.1.2 芯片开启和关断时间
4.1.3 感性负载快速消磁
4.2 保护电路整体仿真
4.2.1 过温关断整体仿真
4.2.2 欠压与过压
4.2.3 短路保护
4.3 本章小结
第五章 智能功率开关的版图设计
5.1 BCD工艺简介
5.2 版图设计流程介绍
5.3 智能功率开关电路版图设计
5.2.1 整体版图设计与布局
5.2.2 版图可靠性设计
5.2.3 整体电路版图
5.4 本章小结
第六章 结论
致谢
参考文献
攻硕期间取得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]大功率半导体器件的发展与展望[J]. 钱照明,盛况. 大功率变流技术. 2010(01)
[2]峰值电流模式降压DC/DC变换器芯片设计[J]. 陈晓飞,邹雪城,成俊,刘政林. 微电子学与计算机. 2008(08)
[3]BCD集成电路技术的研究与进展[J]. 杨银堂,朱海刚. 微电子学. 2006(03)
[4]直流开关稳压电源的保护技术[J]. 杨碧石,蒋金周. 电源技术应用. 2003(03)
[5]DC/DC模块电源的选择与应用[J]. 荣谦. 今日电子. 2002(04)
[6]通信开关电源的五种PWM反馈控制模式研究[J]. 华伟. 通信电源技术. 2001(02)
[7]开关电源两种控制模式的分析与比较[J]. 王创社,乐开端,谭玉山,杜忠. 电力电子技术. 1998(03)
硕士论文
[1]BUCK型DC-DC中关键电路的研究与设计[D]. 苟静.西南交通大学 2014
[2]采用峰值电流模式PWM控制的BOOST型DC-DC转换器设计[D]. 李林华.电子科技大学 2013
[3]一种基于双斜坡补偿技术的DC-DC开关电源IC设计[D]. 闫海鹏.电子科技大学 2007
[4]BCD工艺在电源管理IC设计中的应用[D]. 赵双龙.浙江大学 2006
本文编号：3476896
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3476896.html
