600V高压栅IGBT半桥驱动电路设计
发布时间：2022-07-22 14:24
IGBT作为新型的功率器件,其良好的开关特性和更低的功耗成为当今高压集成电路的首选,IGBT的应用领域越来越广泛。为了保证IGBT在电路中安全、可靠、高效的工作,其驱动电路的研究就显得尤为重要,设计一款性能优良的IGBT驱动电路同样具有很好的发展前景。本文基于1μm 600V BCD工艺平台设计了IGBT驱动电路,主要工作包含以下几点:1.完成了接口电路、电平位移电路、驱动电路和ESD电源钳位电路的设计;2.对设计的子模块电路进行仿真,验证其功能的正确性;3.完成了驱动电路版图的设计。其性能参数和指标如下:采用半桥驱动的方式,实现了双通路驱动信号的转换,高端通路实现615V输出,低端通路为15V输出,驱动电流为±2A,最高工作频率为500KHZ。通过对仿真结果的分析,设计的子模块电路能够很好的实现其功能,性能参数也达到了最初的设计指标。本文设计的驱动电路具有以下特点:1.电平位移电路是整个驱动电路的核心,设计时采用了互补对称的结构,能够同时实现高压电源电位和高压地电位的转换,实现了高低电位的电气隔离,有效降低了寄生效应对电路的影响,提高了电路的可靠性;2.驱动电路中集成的ESD电源钳位...
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 驱动电路发展概述
1.3 本文的结构布局
第二章 IGBT半桥驱动电路介绍
2.1 IGBT结构概述
2.2 半桥驱动技术分析
2.2.1 驱动电路的设计难点
2.2.2 隔离技术分析
2.2.3 驱动电路的分类
2.3 IGBT半桥驱动电路整体设计
2.4 外围自举电路
2.5 IGBT半桥驱动电路的设计指标
2.6 本章小结
第三章 IGBT半桥驱动电路子模块设计
3.1 输入级接口电路的分析和设计
3.2 电平位移电路设计
3.2.1 低压电平位移电路
3.2.2 高压电平位移电路
3.3 输出驱动电路原理分析
3.4 ESD保护电路—电源钳位模块
3.4.1 ESD概述
3.4.2 传统结构电源钳位电路设计
3.4.3 新型的ESD电源钳位电路
3.4.4 ESD保护电路的仿真分析
3.5 本章小结
第四章 驱动电路仿真和版图设计
4.1 所设计的电路模块功能仿真
4.1.1 输入级接口电路功能仿真
4.1.2 电平位移电路仿真
4.1.3 驱动电路性能仿真
4.1.4 静电放电电源钳位电路仿真
4.2 半桥驱动电路功能仿真
4.2.1 电路基本功能仿真
4.2.2 使能控制信号SD仿真
4.2.3 传输延迟仿真
4.2.4 静态功耗
4.3 半桥驱动电路版图设计
4.3.1 高压隔离岛的设计方法
4.3.2 半桥驱动电路整体版图
4.4 电路后仿真数据
4.5 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 主要结论
5.2 研究展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种电机驱动芯片的欠压保护电路设计[J]. 湛衍,姚远,黄武康,徐建华. 电子器件. 2013(05)
[2]电力电子技术发展动向与应用[J]. 陈晨. 电子技术与软件工程. 2013(09)
[3]Ultra-low specific on-resistance vertical double-diffused metal-oxide semiconductor with a high-k dielectric-filled extended trench[J]. 王沛,罗小蓉,蒋永恒,王琦,周坤,吴丽娟,王骁玮,蔡金勇,罗尹春,范叶,胡夏融,范远航,魏杰,张波. Chinese Physics B. 2013(02)
[4]BCD智能功率集成技术简述[J]. 刘汝刚,刘佳,王树振. 微处理机. 2012(01)
[5]智能电网前沿技术综述[J]. 宋晓芳,薛峰,李威,孟昭军,常康,李峰,黄杰,谢东亮. 电力系统通信. 2010(07)
[6]智能电网背景下大功率电力电子技术的巨大市场机遇[J]. 唐击. 电器工业. 2009(10)
[7]高压大功率IGBT驱动模块的技术特点[J]. 张黎,尹向阳. 变频器世界. 2007(06)
[8]高压大功率IGBT驱动模块的技术特点[J]. 张黎,尹向阳. 变频器世界. 2007 (06)
[9]1200V MR D-RESURF LDMOS与BCD兼容工艺研究[J]. 乔明,方健,肖志强,张波,李肇基. 半导体学报. 2006(08)
[10]CMOS Schmitt触发器的设计与模拟[J]. 程坤,秦明,张中平,黄庆安. 电子器件. 2005(03)
硕士论文
[1]一种基于BCD工艺的高压栅驱动电路设计[D]. 吴琼乐.电子科技大学 2012
[2]一种高速高压半桥驱动电路的分析与设计[D]. 惠斌.西北大学 2010
[3]半桥驱动电路子模块的分析与设计[D]. 蒋敏敏.西北大学 2009
本文编号：3664774
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 驱动电路发展概述
1.3 本文的结构布局
第二章 IGBT半桥驱动电路介绍
2.1 IGBT结构概述
2.2 半桥驱动技术分析
2.2.1 驱动电路的设计难点
2.2.2 隔离技术分析
2.2.3 驱动电路的分类
2.3 IGBT半桥驱动电路整体设计
2.4 外围自举电路
2.5 IGBT半桥驱动电路的设计指标
2.6 本章小结
第三章 IGBT半桥驱动电路子模块设计
3.1 输入级接口电路的分析和设计
3.2 电平位移电路设计
3.2.1 低压电平位移电路
3.2.2 高压电平位移电路
3.3 输出驱动电路原理分析
3.4 ESD保护电路—电源钳位模块
3.4.1 ESD概述
3.4.2 传统结构电源钳位电路设计
3.4.3 新型的ESD电源钳位电路
3.4.4 ESD保护电路的仿真分析
3.5 本章小结
第四章 驱动电路仿真和版图设计
4.1 所设计的电路模块功能仿真
4.1.1 输入级接口电路功能仿真
4.1.2 电平位移电路仿真
4.1.3 驱动电路性能仿真
4.1.4 静电放电电源钳位电路仿真
4.2 半桥驱动电路功能仿真
4.2.1 电路基本功能仿真
4.2.2 使能控制信号SD仿真
4.2.3 传输延迟仿真
4.2.4 静态功耗
4.3 半桥驱动电路版图设计
4.3.1 高压隔离岛的设计方法
4.3.2 半桥驱动电路整体版图
4.4 电路后仿真数据
4.5 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 主要结论
5.2 研究展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种电机驱动芯片的欠压保护电路设计[J]. 湛衍,姚远,黄武康,徐建华. 电子器件. 2013(05)
[2]电力电子技术发展动向与应用[J]. 陈晨. 电子技术与软件工程. 2013(09)
[3]Ultra-low specific on-resistance vertical double-diffused metal-oxide semiconductor with a high-k dielectric-filled extended trench[J]. 王沛,罗小蓉,蒋永恒,王琦,周坤,吴丽娟,王骁玮,蔡金勇,罗尹春,范叶,胡夏融,范远航,魏杰,张波. Chinese Physics B. 2013(02)
[4]BCD智能功率集成技术简述[J]. 刘汝刚,刘佳,王树振. 微处理机. 2012(01)
[5]智能电网前沿技术综述[J]. 宋晓芳,薛峰,李威,孟昭军,常康,李峰,黄杰,谢东亮. 电力系统通信. 2010(07)
[6]智能电网背景下大功率电力电子技术的巨大市场机遇[J]. 唐击. 电器工业. 2009(10)
[7]高压大功率IGBT驱动模块的技术特点[J]. 张黎,尹向阳. 变频器世界. 2007(06)
[8]高压大功率IGBT驱动模块的技术特点[J]. 张黎,尹向阳. 变频器世界. 2007 (06)
[9]1200V MR D-RESURF LDMOS与BCD兼容工艺研究[J]. 乔明,方健,肖志强,张波,李肇基. 半导体学报. 2006(08)
[10]CMOS Schmitt触发器的设计与模拟[J]. 程坤,秦明,张中平,黄庆安. 电子器件. 2005(03)
硕士论文
[1]一种基于BCD工艺的高压栅驱动电路设计[D]. 吴琼乐.电子科技大学 2012
[2]一种高速高压半桥驱动电路的分析与设计[D]. 惠斌.西北大学 2010
[3]半桥驱动电路子模块的分析与设计[D]. 蒋敏敏.西北大学 2009
本文编号：3664774
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3664774.html
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