基于溫度自適應(yīng)調(diào)節(jié)的功率器件柵驅(qū)動技術(shù)設(shè)計.pdf

1、先進(jìn)的功率柵驅(qū)動技術(shù)能夠通過調(diào)節(jié)功率器件的柵極信號實(shí)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(yīng)用領(lǐng)域的拓展，系統(tǒng)溫度變化范圍達(dá)-40℃～125℃，在寬溫度范圍下實(shí)現(xiàn)對功率器件低開關(guān)過沖、低開關(guān)損耗及高穩(wěn)定性的控制，對SPIC中的功率器件柵驅(qū)動技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。
　　本文在深入分析傳統(tǒng)柵驅(qū)動技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了

2、一種具有溫度自適應(yīng)調(diào)節(jié)能力的柵驅(qū)動電路，采用正溫度系數(shù)電流源驅(qū)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(chǎn)生的波動，改善了IGBT開關(guān)過沖的溫度穩(wěn)定性;通過對驅(qū)動電流的分段自適應(yīng)控制，實(shí)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(dú)立控制，從而優(yōu)化了開關(guān)損耗和開關(guān)過沖之間的折中關(guān)系。此外，本文還設(shè)計了閾值電壓參

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