用于光隔离IGBT栅驱动芯片的高CMTI差分TIA电路

设计了一种基于0.18μm BCD工艺的全差分TIA电路和光隔离IGBT驱动系统。分析了共模瞬态干扰对光隔离驱动系统的影响,提出了一种可以提高共模瞬态抗扰度(CMTI)的全差分TIA结构。TIA的差分输入端分别接一个遮光的PD和一个透光的PD,TIA的差分输出端做电平比较。只有一个TIA的输入能够接收光信号,产生差分增益,但是共模瞬态在隔离层的干扰却能耦合到TIA的两个输入端,因此共模瞬态的干扰作用将会被差分电路的共模抑制比(CMRR)减弱。且加入了窄脉冲滤波电路可滤掉共模瞬态干扰引起的短脉冲误差信号,进一步提高CMTI。所设计的TIA电路的仿真结果显示,CMRR达到105.4 dB,CMTI可以达到325 kV/μs。

GaN HEMT及GaN栅驱动电路在DToF激光雷达中的应用

DToF(Direct Time-of-Flight)激光雷达通过直接测量激光的飞行时间完成距离测量和地图成像,应用于自动驾驶的DToF激光雷达需要具备更高的分辨率和更宽的检测范围。GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)相对于传统Si基功率MOSFET的优异特性使其非常适合应用于自动驾驶中的DToF激光雷达,而GaN HEMT性能的发挥依赖于高速、高驱动能力和高可靠性的GaN栅驱动电路。针对应用于自动驾驶的DToF激光雷达系统,从系统电路到核心元器件,分析了激光二极管驱动电路面临的设计挑战、GaN HEMT的优势以及GaN栅驱动电路面临的设计挑战,并介绍了适合该应用的GaN栅驱动电路。

一种用于GaN HEMT栅驱动片内电源产生电路设计

GaN HEMT功率器件通常用于高频开关频率下(MHZ以上),尤其开关频率达到10 MHZ以上之后,对栅驱动芯片的内部的电源电路设计要求更加苛刻[1]。本文设计了一种带欠压保护功能的LDO电源产生电路,能实时检测电源电压是否处于欠压状态,进而通过关闭电源对芯片进行保护,避免欠压状态对芯片内部电路造成的损害。采用华润微电子0.18 um BCD工艺,完成了电路的仿真设计验证,LDO的输入电压为5 V、输出电压为1.8 V,负载电流在0 mA到20 mA,1 MHz频率跳变时测得下冲电压为500 mV左右,其负载瞬态响应的时间420 ns左右。输入电源电压从欠压到正常跳变,以及正常状态到欠压跳变过程中,欠压保护电路均能很好实现控制信号输出。

1200V功率MOS栅驱动集成电路的设计

文章在国内首次设计并研制出1200V功率MOS栅驱动集成电路。该电路最高偏置电压(Voffset(max))为1200V,最大输出峰值电流为1A,最高工作频率100kHz,温度范围-55～125°C,可同时驱动系统中用于三相图腾柱式输出的高低端功率器件,是SPIC的一种典型电路。

一种多模式工作的TFTLCD栅驱动芯片设计

针对不同场合的TFTLCD显示屏,设计了一种工作模式可选的栅驱动芯片。芯片具有输出左移/右移控制、输入输出端口选择、输出模式选择、整体和分段清零等功能,并且各个功能之间可相互配合。通过VSEL1,VSEL2,VOE,R/L四个控制信号的配合使用,实现了一组简单高效的控制电路,完成上述的全部功能。最后给出整体控制电路和芯片工作时序。

一种新型的BCD工艺栅驱动集成电路

分析了高压栅极驱动集成电路热耗散产生的原因和隔离技术的特点,研制出一种新型的700VBCD工艺栅驱动集成电路.通过减小LDMOS电流和开启时间降低芯片高速工作时的发热量,配合电路设计调整了BCD工艺,解决了高功耗和地线浮动等制约其发展和应用的难题.仿真和测试结果表明,该集成电路工作在1MHz,400V时,总功耗仅为0.4W.

一种零死区栅驱动电路的设计

设计了一种结构新颖、适用于各种同步整流结构的零死区栅驱动电路,并在全桥输出结构的D类放大器中对其可行性进行了验证。通过控制输出同步整流功率管在开关过程中同时切换,避免了功率管寄生体二极管的开启,从而消除了体二极管导通产生的电磁干扰。基于0.6μmBCD工艺,对提出的零死区栅驱动电路进行仿真验证,结果表明,当穿通电流小于45mA时,可以保证在300mA以内负载电流下功率管的寄生体二极管不开启。

GaN功率器件栅驱动电路技术综述

第三代宽禁带半导体GaN晶体管具有低导通阻抗、低寄生参数和更快的开关速度,有望取代传统Si MOSFET,成为未来高性能电源系统实现方案。GaN器件的优势在400 V以上高压系统中更为明显,可以实现更高的开关频率和功率密度,显著提高系统的转换效率,特别适合电源模块小型化发展趋势。介绍了200 V以下低压GaN驱动电路的应用和关键技术。分析了从低压系统拓展到400 V以上高压系统时需要作出的优化与改进。详细介绍了高压GaN系统中基于无磁芯变压器耦合隔离的隔离驱动技术和耗尽型GaN负压栅驱动技术。最后,总结了目前高压GaN驱动电路在工业领域的具体应用。

用于IGBT与功率MOSFET的栅驱动器通用芯片

如今,对IGBT栅驱动器的要求越来越复杂,特别是在高压大电流领域,这需要一个有针对性的集成化解决方案来优化开关特性、可靠性、可扩展性、应用灵活性以及在合理的成本范围内缩短投放市场的时间。最新开发的SCALE-2芯片组的核心电路做了专门优化,以便适应不同种类的IGBT,其应用范围可以达到150A—3600 A,1200 V—6500 V,并且可以为用户的专门用途进行预置。

基于ASTLC5301A的TFTLCD栅驱动芯片研究

分析薄膜晶体管液晶显示(TFT-LCD)栅驱动芯片ASTLC5301A的原理,借助Pspice仿真工具进行驱动电路的设计,重点讨论芯片内部高低电平位移转换电路,提出改进型电平接口电路,完成高低压驱动管的尺寸和结构设计。

用于IGBT与功率MOSFET的栅驱动器通用芯片

如今,对IGBT栅驱动器的要求越来越复杂,特别是在高压大电流领域,这需要一个有针对性的集成化解决方案来优化开关特性、可靠性、可扩展性、应用灵活性以及在合理的成本范围内缩短投放市场的时间。最新开发的SCALE-2芯片组的核心电路做了专门优化,以便适应不同种类的IGBT,其应用范围可以达到150A—3600A,1200V-6500V,并且可以为用户的专门用途进行预置。

基于1μm 600V BCD工艺的高压栅驱动电路

基于低压BCD工艺,与华润上华合作开发了1μm 600VBCD工艺平台,可以集成600V高压LDMOS和高压结终端。基于此工艺平台,设计了一种高压半桥栅驱动电路。该电路具有独立的低端和高端输入通道,内置长达1μs的死区时间,防止高低端同时导通。采用双脉冲电平位移结构完成15～615V的电平位移,同时集成过流和欠压等保护功能。高端采用新型的电平位移结构,版图面积减小12%。测试结果表明,高端浮置电平可以加到750V,高低端输出上升时间为50ns,延迟匹配为150ns,输出峰值电流大于2A,电路响应快,可靠性高。

高压大电流绝缘栅驱动器验证平台

高压大电流绝缘栅驱动器在应用时具有一定的通用性,为快速充分验证不同绝缘栅驱动器的工作性能,设计高压大电流绝缘栅驱动验证平台。验证平台由上位机和下位机两部分组成,上位机和下位机之间设计通信接口电路,以确保数据交互的稳定性。上位机可以对平台的验证模式和基本参数进行配置,下位机可以根据上位机的配置,控制整个系统进行工作。系统支持全参数自动验证模式,可以根据配置对不同频率、不同电压情况下绝缘栅驱动器的性能进行全自动验证,以提高验证效率。系统处于高压大电流的应用环境下,为保证系统的安全稳定性,设计电压监控、电流监控和安全保护机制。

基于峰值电流模控制的浮动栅驱动电路

设计了一种基于峰值电流模控制的浮动栅驱动电路,包括浮动栅宽电路和浮动栅压电路。电感电流的峰值由误差放大器的输出电压决定,不需要额外的负载电流信息进行浮动栅控制。可以根据负载电流的大小自适应调节功率管的栅宽和栅压,使效率得到优化。仿真结果表明,在1 MHz开关频率、5V输入、0.8V输出的双N管Buck变换器中,采用浮动栅驱动控制的Buck变换器与普通的Buck变换器相比,在轻载情况下最多可达到10%的效率提升。

GaN HEMT栅驱动技术研究进展

GaN HEMT器件由于其击穿场强高、导通电阻低等优越的性能,在高效、高频功率转换领域中有着广泛的应用前景。栅驱动芯片对于GaN HEMT器件应用起着至关重要的作用。介绍了GaN HEMT器件特性和驱动要求,对其栅驱动芯片的典型架构和每种芯片架构各自的关键实现技术研究现状进行了综述。同时介绍了GaN基单片集成功率IC的发展状况,对栅驱动芯片的实现技术进行了总结。

15V/400V高低压兼容的栅驱动器设计技术

描述了一种15V/400V高低压兼容的功率MOSFET栅驱动器电路设计。电路内部有三组电源提供供电,逻辑电源供给端口信号输入,低侧通路电源供给低侧端口信号输出,高侧通路电源供给高侧端口输出。片上三组非隔离电源通过从输入部分到低侧通路输出部分、高侧通路输出部分的独立供给,实现传输信号的电平转换。采用介质隔离的工艺技术,解决三组电源的高低压兼容问题。因而,设计重点更多的是聚焦在驱动器内部核心单元高低压转换电路,通过设计分析和仿真验证,实现了高侧通路输出信号相对于输入信号产生400V的电压偏移,低侧通路输出信号与输入信号同步输出。最终,基于XFAB公司的1.0μm工艺线对器件进行加工制造,测试结果显示最高偏移电压达到400V,导通延迟时间为120ns,关断延迟时间为94ns。

用于GaN HEMT栅驱动芯片的快速响应LDO电路

设计了一种用于GaN高电子迁移率晶体管(High-Electron-Mobility Transistor,HEMT)器件栅驱动芯片的快速响应低压差线性稳压器(Low Dropout Regulator,LDO)电路,可为高速变化的数字电路提供快速响应的供电电压。该电路采用动态偏置结构,通过在大负载发生时给误差放大器增加一个额外的动态偏置结构,来加快输出端的瞬态响应速度。基于0.18μm BCD工艺,完成了电路设计验证。仿真结果显示LDO瞬态响应时间小于0.5μs,可满足频率达1 MHz的GaN HEMT器件栅驱动芯片应用要求。

高速增强型GaN HEMT栅驱动电路设计

增强型GaN HEMT器件的开关速度较现有硅基MOSFET有很大提高,导致硅基MOSFET栅驱动电路无法用于驱动增强型GaN HEMT器件。本文设计了一种适用于增强型GaN HEMT器件的新型栅驱动电路,进而实现高速开关速度。该驱动电路包括接口电路、死区产生电路、电平移位电路、输出驱动电路、欠压保护电路、过流和过热保护电路,Hspice软件仿真结果表明该栅驱动电路功能正确,性能良好,验证了设计有效性。

用于PFC的快速、低功耗栅驱动电路的设计

在功率因数校正电路设计中，栅驱动电路需要有非常快的转换速度和低的功率消耗．为了满足这些要求，对传统的推挽输出电路做了修改，并利用结构简单的电平移位电路，设计了一款新的栅驱动电路．基于0．35μmBCD工艺，采用Hspice仿真工具，结果表明，在17V电源，4．7nF负载电容，固定开关频率65kHz的条件下，驱动脉冲2-12V上升时间25ns，12～2V的下降时间35ns，驱动模块在高压管导通和关断时的瞬时功耗分别为24．3mW和13．1mW，验证了设计的有效性．

半桥栅驱动600v高压驱动芯片设计

本文描述一种可驱动功率MOSFET和IGBT600v高压集成电路,它采用B.C.D.技术,把控制电路、检测保护电路、高低压电平移位电路、输出缓冲电路等集成到一块芯片上。本文就其采用的高压工艺平台、电路原理及版图设计作了初步的研究和试制,并对研制的初步结果进行了分析讨论。