总级多功能漏电保护芯片的全定制设计

摘要

针对现有总级漏电保护芯片控制精度差、抗外界干扰性能不佳容易导致误动作等缺点，本课题设计了一新型的总级多功能漏电保护芯片，其主要优点如下： (1)、具有对输入信号的有效性进行辨识的功能。本芯片用数字控制模块对输入波形的脉冲宽度进行有效性检测，同时对信号的连续性和持续时间进行了判定，有效地将许多干扰屏蔽掉，从而提高芯片的抗干扰能力。 (2)、采用数字延时代替传统的RC延时方式。在提高内部控制精度的同时，可通过缩小不同级保护之间的延时间隔，来提高级间匹配的精确度，同时由于不需要外围的元件，因而降低了成本。 (3)、不同应用环境的可编程性。通过对两个管脚的输入电平进行编码(置0或1)来调整该芯片的工作参数、指标，从而大大提高了该芯片适用的范围和应用的灵活性，也方便了不同级之间的匹配。 (4)、实现对开关的全面控制功能。芯片根据对监控范围内电网的稳定性做出的判断，对开关的断开和闭合都能进行控制，即保证了安全又可带来极大方便。 (5)、具有报警功能，保障安全。如在开关控制上存在意外的情况，芯片就会输出一报警信号，从而引起人们的注意，避免不必要的危险发生。 (6)、低功耗。芯片大部分功能由CMOS数字电路实现，使功耗大大降低。相较于市场上总级漏电保护芯片需要的近百毫瓦，整个芯片总功耗仅需1.5mW。 (7)、采用全定制的方法，以优化电路和版图设计，减少芯片面积，最终产品芯片面积为2mm2，降低了成本，增加了市场竞争力。 本课题设计的是一种多功能、高精度、抗干扰、可编程、低功耗、低成本的总级漏电保护器专用IC芯片。该芯片采用数模混合设计，参加了由上海集成电路中心组织的MPW(多晶圆)计划，在无锡上华半导体有限公司流片，采用上华5V0.6um混合CMOS工艺(准双阱、双层金属、双层多晶硅)。测试芯片面积为4平方毫米，并有28个测试管脚。

目录

文摘

英文文摘

第一章概论

第二章芯片整体系统的设计

第三章芯片模拟部分电路的全定制设计

第四章芯片数字部分电路的全定制设计

第五章芯片的整合与实现

第六章测试方法和结果

回顾与展望

参考文献

致谢