42V智能功率直流伺服電機(jī)驅(qū)動芯片的設(shè)計.pdf

1、智能功率集成電路的產(chǎn)生與發(fā)展實現(xiàn)了將功率傳輸與信息控制集成在同一塊芯片內(nèi)的目的，它的出現(xiàn)使功率傳輸處理系統(tǒng)日趨智能化與小型化。作為智能功率集成電路的一種典型應(yīng)用，直流伺服電機(jī)驅(qū)動電路在工業(yè)控制、汽車電子、航空航天與消費電子等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，實現(xiàn)智能功率直流伺服電機(jī)驅(qū)動電路的單片集成極具研究意義。
　　本文基于華潤上華半導(dǎo)體有限公司80V BCD工藝平臺設(shè)計了一款42V智能功率直流伺服電機(jī)驅(qū)動芯片。該芯片具有11V到35V輸入電

2、壓范圍，連續(xù)電流能力達(dá)到2A，集成功率 LDMOS、控制電路、功率管驅(qū)動電路和保護(hù)電路，形成具有完整功能的單片功率系統(tǒng)，具備過溫、過流、欠壓、死區(qū)設(shè)置等自動保護(hù)功能及電流采樣功能。
　　文中首先基于直流電機(jī)PWM控制原理與驅(qū)動方式，確定了芯片H橋構(gòu)架和兩種不同的工作模式，并對本芯片設(shè)計中關(guān)鍵部分的設(shè)計思路進(jìn)行闡述。針對本項目第一次流片測試結(jié)果，對性能欠佳具有欠壓封鎖功能的電壓基準(zhǔn)電路、弛張振蕩器電路和電荷泵電路進(jìn)行了分析優(yōu)化，并就

3、原電路固有缺陷提出了新的具有遲滯功能高性能的欠壓封鎖電路和具有較強(qiáng)電源抑制能力頻率穩(wěn)定的單比較器脈沖電流重置型振蕩器電路結(jié)構(gòu)，這是本文的一個創(chuàng)新點。在完成子電路分析設(shè)計后，利用EDA軟件對整體電路在不同工作模式下進(jìn)行了仿真驗證，以確保電路指標(biāo)達(dá)到設(shè)計的要求。接著論述了芯片的版圖設(shè)計，其中著重描述了本次版圖設(shè)計過程中的器件寄生效應(yīng)和芯片模塊布局布線等方面的考慮與設(shè)計思路。最后給出了芯片的封裝與測試結(jié)果，同時通過對測試結(jié)果分析提出了現(xiàn)存電荷