智能功率开关电源集成电路设计

摘要

智能功率集成电路作为国际最新技术,应用范围极为广泛,在宇航、通信、工业各个领域得到了广泛的应用.它具有具有效率高、性价比高、外围元件少等特点.本论文的目的是设计一种智能功率集成电路,内部集成了700V的LDMOS,它包含了PWM、过流保护、过热保护,过压保护、自动重启动功能,具有效率高,外围元件少等特点.本论文进行了电路分析和设计、工艺介绍和版图设计、LDMOS的结构设计.特别是对耐高压结构进行了深入地分析.通过Cadence和MEDICI环境下的模拟,最后给出了仿真结果和满足导通电阻要求的版图设计尺寸.模拟结果表明电路完成了设计功能,达到了设计指标,功率器件的耐压符合要求.这种新型的开关电源集成电路给电源系统带来了很多优势.该芯片交流输入(可直接从电网接入),应用功耗低小、成本低、体积小;同时还提高了系统的稳定性,使电子工程师的设计更加简单.该芯片可用于驱动一个单端接地电源系统,如接一个振荡回扫的二次线圈变压器后输出电网隔离的直流电压.

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及本论文使用授权说明

第一章绪论

1.1引言

1.1.1开关电源的发展历程

1.1.2开关电源种类

1.1.3开关电源市场情况

1.1.4开关电源的关键技术

1.2高压集成电路的设计

1.2.1高压电路设计的考虑

1.2.2高压电路设计过程

1.3本论文所进行的工作

第二章电路设计与仿真

2.1电路的整体结构设计

2.2单元电路分析

2.2.1基准电压源

2.2.2运算放大器

2.2.3振荡器

2.2.4脉宽调制(PWM)电路

2.2.5前沿消隐与过流保护电路

2.2.6 LDMOS栅极低功耗驱动电路

2.2.7高压启动电路

2.2.8电压保护电路

2.2.9其它部分电路

2.3整体电路工作原理

2.4本章总结

第三章元器件工艺结构和版图

3.1元器件结构

3.1.1电阻

3.1.2电容

3.1.3稳压二极管

3.1.4 npn管

3.1.5 MOS管

3.2工艺步骤

3.3版图设计

3.3.1版图设计规则

3.3.2部分单元版图

3.4本章小结

第四章耐高压器件及结构设计

4.1 Medici的主要特征

4.2横向高压器件LDMOS的终端技术

4.2.1场板(FP)技术

4.2.2 RESURE技术

4.3横向高压器件LDMOS的结构设计

4.3.1横向高压器件LDMOS的结构

4.3.2各种参数的确定

4.3.3导通电阻的模拟

4.4本章小结

第五章总结与展望

参考文献

作者在攻读硕士期间发表的论文

致谢

附录

论文说明