【摘 要】
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功率集成电路作为集成电路的重要分支领域,在自动化设备、汽车电子、家用设备等应用中起到至关重要的作用。不断复杂的应用场景对智能功率集成电路的要求也越来越高,比如高功率密度、大功率输出、高可靠性、智能一体化等等,因此进一步提高功率集成电路设计的水平有重要的意义。智能功率集成电路需要有完善的保护功能,可以保证芯片在复杂多变的环境中稳定的工作。本文通过评估应用需求,对一款高边智能功率芯片进行分析设计,选用
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功率集成电路作为集成电路的重要分支领域,在自动化设备、汽车电子、家用设备等应用中起到至关重要的作用。不断复杂的应用场景对智能功率集成电路的要求也越来越高,比如高功率密度、大功率输出、高可靠性、智能一体化等等,因此进一步提高功率集成电路设计的水平有重要的意义。智能功率集成电路需要有完善的保护功能,可以保证芯片在复杂多变的环境中稳定的工作。本文通过评估应用需求,对一款高边智能功率芯片进行分析设计,选用合适的功率管和驱动结构实现高效驱动,通过保护电路的输出和逻辑控制电路的逻辑综合,达到对驱动电路的控制,实现智能化设计。本设计需要满足工作电压范围为6.5V-40V,典型的工作电压为12V,芯片导通电阻为11.7Ω,在环境温度为-40℃-120℃的范围内保持正常工作,芯片可以实现的智能化保护功能有:欠压保护、过压保护、过温保护、负载开路检测等。本文采用1μm的SOI工艺平台,完成对智能功率芯片的分析设计、仿真验证等工作。仿真结果表明,芯片约有20.21μs的开启延迟时间,约有6.86μs关断延迟时间,电源电压低于5.5V时启动欠压保护,过压保护在电源电压大于48V时启动,芯片的过温保护有15℃的滞回,在异常发生时可以及时关断芯片并输出芯片状态,整体仿真结果符合预期。
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