IGBT驱动电路设计论文提纲

论文题目：600V高压栅IGBT半桥驱动电路设计

摘要：IGBT作为新型的功率器件,其良好的开关特性和更低的功耗成为当今高压集成电路的首选,IGBT的应用领域越来越广泛。为了保证IGBT在电路中安全、可靠、高效的工作,其驱动电路的研究就显得尤为重要,设计一款性能优良的IGBT驱动电路同样具有很好的发展前景。本文基于1μm 600V BCD工艺平台设计了IGBT驱动电路,主要工作包含以下几点:1.完成了接口电路、电平位移电路、驱动电路和ESD电源钳位电路的设计;2.对设计的子模块电路进行仿真,验证其功能的正确性;3.完成了驱动电路版图的设计。其性能参数和指标如下:采用半桥驱动的方式,实现了双通路驱动信号的转换,高端通路实现615V输出,低端通路为15V输出,驱动电流为±2A,最高工作频率为500KHZ。通过对仿真结果的分析,设计的子模块电路能够很好的实现其功能,性能参数也达到了最初的设计指标。本文设计的驱动电路具有以下特点:1.电平位移电路是整个驱动电路的核心,设计时采用了互补对称的结构,能够同时实现高压电源电位和高压地电位的转换,实现了高低电位的电气隔离,有效降低了寄生效应对电路的影响,提高了电路的可靠性;2.驱动电路中集成的ESD电源钳位电路,能够有效防止ESD对芯片的损坏,引入的反馈结构增强了钳位电路的稳定性,降低了在干扰因素影响下钳位电路发生误开启的可能性;3.电路的版图设计中,应用了高压隔离岛,将低压电路和高压电路隔离开来,避免不同电位之间的串扰。最后将设计的子模块电路进行整合,完成整体电路的设计。并运用仿真软件对整体电路的性能进行前仿真和后仿真,并对比仿真结果的差异性。仿真结果表明,设计的子模块电路和完整芯片都能达到最初的设计要求。实现了对设计理论的验证。

关键词：IGBT;半桥驱动电路;ESD;电平位移;可靠性

学科专业：集成电路工程（专业学位）

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 驱动电路发展概述

1.3 本文的结构布局

第二章 IGBT半桥驱动电路介绍

2.1 IGBT结构概述

2.2 半桥驱动技术分析

2.2.1 驱动电路的设计难点

2.2.2 隔离技术分析

2.2.3 驱动电路的分类

2.3 IGBT半桥驱动电路整体设计

2.4 外围自举电路

2.5 IGBT半桥驱动电路的设计指标

2.6 本章小结

第三章 IGBT半桥驱动电路子模块设计

3.1 输入级接口电路的分析和设计

3.2 电平位移电路设计

3.2.1 低压电平位移电路

3.2.2 高压电平位移电路

3.3 输出驱动电路原理分析

3.4 ESD保护电路—电源钳位模块

3.4.1 ESD概述

3.4.2 传统结构电源钳位电路设计

3.4.3 新型的ESD电源钳位电路

3.4.4 ESD保护电路的仿真分析

3.5 本章小结

第四章 驱动电路仿真和版图设计

4.1 所设计的电路模块功能仿真

4.1.1 输入级接口电路功能仿真

4.1.2 电平位移电路仿真

4.1.3 驱动电路性能仿真

4.1.4 静电放电电源钳位电路仿真

4.2 半桥驱动电路功能仿真

4.2.1 电路基本功能仿真

4.2.2 使能控制信号SD仿真

4.2.3 传输延迟仿真

4.2.4 静态功耗

4.3 半桥驱动电路版图设计

4.3.1 高压隔离岛的设计方法

4.3.2 半桥驱动电路整体版图

4.4 电路后仿真数据

4.5 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 主要结论

5.2 研究展望

参考文献

致谢