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随着经济的发展、社会的进步,用电设备趋于大型化和复杂化,节能环保意识深入人心,整流、变频和开关电源设备得到广泛应用,电网中出现越来越多的非正弦剩余漏电电流和谐波电流,传统的AC型剩余漏电保护器经常出现误触发或者漏电拒动的现象,造成大量的财产损失和人员伤亡,已经满足不了市场需求。因此,对交流和脉动直流漏电都能确保脱扣的A型漏电保护器得到大力推广。为了满足市场应用的需求,本文主要解决A型漏电保护器专用控制芯片漏电跳闸阈值离散大的问题。本文主要的研究工作和创新点为:1.分析了A型漏电保护器专用控制芯片的工作原理、系统结构和工作流程,以及芯片各个组成模块对漏电跳闸阈值离散带来的影响。结合市场应用需求和性能指标,给出了系统解决方案。2.对芯片的模拟电路部分进行了优化设计。分析了集成电路设计过程中的不匹配因素,包括系统失调和随机失调;介绍了减小运放输入失调电压的方法,并完成了斩波稳定运算放大器的设计;分析了振荡电路的振荡频率PVT离散因素和补偿方案,提出了创新的振荡频率PVT补偿的尾电流型环形振荡电路。3.对芯片的数字部分进行优化设计。根据电流互感器感应出的漏电波形的特征,优化设计了数字判别算法,实现A型漏电电流的判别,完成了数字电路设计。4.采用CSMC 0.5μm CMOS工艺,完成了芯片整体的电路设计、仿真、版图设计和流片,并对芯片进行了功能测试。本文设计的A型漏电保护器芯片测试结果,AC型漏电电流跳闸阈值偏离到26mA,工艺离散为-3.5%~+3.5%;其他类型漏电电流跳闸阈值为22mA,工艺离散为-5.5%~+4.5%,达到了设计指标。在跳闸值的电压离散和温度离散方面,除了AC型漏电电流的电压离散(测试为-0.76%~+1.50%)未满足设计指标(小于1.50%)之外,其他类型的漏电电流全部满足设计要求。