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《浙江大学》 2005年
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SPIC设计方法与IP设计技术研究

赵梦恋  
【摘要】:在现代超大规模集成电路和电力电子技术的推动下,功率集成电路发展迅速,获得了广泛的应用。近年来系统集成芯片和功率系统集成技术的发展更是对智能电源系统的开发提出了迫切的需求,从而进一步促进了对智能功率芯片设计技术的研究。因此,开展智能功率集成电路的设计方法学研究,研究开发各类智能电源类集成电路,开发具有自主知识产权的智能电源IP有着重要的现实意义。 本文的主要工作和创新点包括: 分析了混合信号集成电路的设计流程,针对功率集成电路的特点——高低压兼容、数模混合、功率集成等,提出了适合功率集成电路的自顶下向的设计方法和设计流程,构筑了采用BCD工艺,适用于此类电路开发的设计环境,为相应设计平台的建立积累了经验。 研究和总结了智能功率芯片的重要功能模块——保护和传感模块的设计与构成技术,包括过压保护、欠压保护、过流保护、过热保护、软启动等,为构成相应IP库作出了有益的贡献,其中部分电路已成功应用于若干电源芯片的设计。 针对功率集成电路中受到高度关注的功耗及相应的温升和热效应问题进行了专门分析,提出了若干过热保护的解决方案,并设计构成了高精度测温模块。经流片验证与严格测试,表明该模块线性好,性能优良,除用于高精度测温外,亦可作为单独产品获得应用。 论文最后采用自顶向下的设计方法设计了一个典型的智能功率电路——Hot Swap Controller,特点是具有较复杂的控制逻辑并具备多种保护功能,利用1.5μmBCD工艺实现,实现了包括功率MOSFET在内的单片集成。 整个论文工作与电源类集成电路芯片的研究开发紧密结合,研究提出的设计方法和多项技术已成功应用于所设计的电路芯片。预期论文工作可为今后智能功率芯片和各种SoC的电源设计积累有益的经验,构建与完善智能功率芯片的设计平台,并为建立相应的智能电源IP库做出贡献。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TN402

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 胡海兵;电力电子集成系统中的数字控制平台研究[D];浙江大学;2007年
2 顾亦磊;集成模块电源拓扑标准化的研究[D];浙江大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 李凯;功率因数校正技术研究及校正控制芯片设计[D];浙江大学;2006年
2 赵现伟;低压CMOS运放的可复用设计[D];西安电子科技大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 金湘亮,陈杰,郭晓旭,仇玉林;基于IP核复用技术的SoC设计[J];半导体技术;2002年04期
2 肖跃龙;混合信号系统级芯片仿真[J];半导体技术;2003年02期
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4 何乐年,王云峰,严晓浪;系统芯片电源管理模块的设计[J];电路与系统学报;2003年03期
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10 刘刚,刘三清,秦祖新,应建华;VDMOSFET结构设计[J];华中理工大学学报;1991年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 吴秀龙,孟坚,陈军宁,柯导明,时龙兴,孙伟锋;加场极板LDMOS的击穿电压的分析[J];安徽大学学报(自然科学版);2004年01期
4 高珊,孟坚,陈军宁,丁浩;n阱LDMOS伏安特性线性区的分析[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年02期
5 罗罹;基于门控时钟的CMOS电路低功耗设计[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年03期
6 丁峰;柯导明;陈军宁;叶云飞;刘磊;徐太龙;;功率LDMOS阈值电压温度系数的优化分析[J];安徽大学学报(自然科学版);2006年01期
7 王文钦;DSP工程实践中的电磁兼容问题[J];安全与电磁兼容;2004年03期
8 万天才;高速可编程定时器电路的设计[J];半导体技术;1999年05期
9 朱小莉,陈迪平,王镇道;VHDL设计MOORE型有限状态机时速度问题的探讨[J];半导体技术;2002年04期
10 黎宝峰,陈杰,颜永红;适于SoC的统一设计语言SystemVerilog[J];半导体技术;2003年12期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 陈镜波;何小琦;章晓文;;VDMOS功率器件的失效模式和失效机理研究动态[A];中国电子学会可靠性分会第十四届学术年会论文选[C];2008年
2 高博;余学峰;任迪远;刘刚;王义元;孙静;文林;李茂顺;崔江维;;国产VDMOS器件总剂量辐射损伤及退火效应研究[A];中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集(第一卷·第7册)[C];2009年
3 沈磊;张均军;张军;罗萍;;一种适于SPICE数模混合IC仿真的数字宏模型[A];四川省电子学会半导体与集成技术专委会2006年度学术年会论文集[C];2006年
4 苏平;贺安坤;李光忠;;嵌入式系统课程及实验教学的探讨[A];2008'中国信息技术与应用学术论坛论文集(二)[C];2008年
5 杨东升;李邦元;王奇;;角速率微陀螺仪ADXRS401的原理与接口电路设计[A];航空装备保障技术及发展——航空装备保障技术专题研讨会论文集[C];2006年
6 史圣兵;靳洋;王红;牛道恒;杨士元;;行为级可测性综合平台综合模块的设计与实现[A];第五届中国测试学术会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张超;蓝牙个域网改型及芯片化实现技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
2 胡永华;深亚微米理论及IP核设计技术的研究[D];合肥工业大学;2001年
3 周蓉;双极高频、微波功率器件的研究[D];电子科技大学;2001年
4 韩磊;高压功率变换用SPIC中部分单元的研究[D];电子科技大学;2002年
5 韩泽耀;高速高性能FFT处理器的VLSI实现研究[D];浙江大学;2002年
6 刘宇;机载合成孔径雷达实时信号处理及实时存储技术的研究与实现[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2003年
7 陆洪毅;32位高性能嵌入式向量微处理器关键技术的研究与实现[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
8 潘光;基于VHDL高级综合的水下航行器自控系统集成设计研究[D];西北工业大学;2002年
9 徐元欣;有线数字电视信道接收芯片的实现研究[D];浙江大学;2003年
10 朱联祥;Turbo码译码器的模拟VLSI实现研究[D];重庆大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 闫颖;基于模拟退火和团划分的综合技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张立强;基于CPLD的步进电机升降速控制方法[D];中国海洋大学;2010年
3 王宏滨;AMBA/Wishbone总线桥IP核的设计[D];哈尔滨理工大学;2010年
4 何延强;功率VDMOS器件失效分析与可靠性研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
5 杨辉;表贴式功率MOSFET封装技术研究[D];电子科技大学;2010年
6 王泗禹;600V高压VDMOS器件导通电阻仿真优化设计[D];电子科技大学;2010年
7 罗杰;单片式电源管理芯片设计[D];电子科技大学;2010年
8 赵志桓;功率场效应晶体管(MOSFET)的可制造性设计[D];山东大学;2010年
9 王嘉良;SoC可重用验证平台研究与开发[D];东华大学;2011年
10 关旭;一种AC/DC开关电源芯片控制电路的设计[D];电子科技大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 牛风举,朱明程;芯片设计中的IP技术[J];半导体技术;2001年10期
2 魏晓云,陈杰,曾云;DSP技术的最新发展及其应用现状[J];半导体技术;2003年09期
3 李加元;成立;王振宇;李华乐;贺星;;系统芯片设计中的可复用IP技术[J];半导体技术;2006年01期
4 尹韬,朱樟明,杨银堂,郭磊;衬底驱动MOSFET特性分析及超低压运算放大器设计[J];半导体学报;2005年01期
5 赵胜凯,邱宽民;DSP的发展及定点、浮点处理方法的比较[J];北方交通大学学报;2000年05期
6 夏继强,邢春香,耿春明,满庆丰;工业现场总线技术的新进展[J];北京航空航天大学学报;2004年04期
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8 贾政亚,张丽燕,黄云川;一种轨至轨输入的低压低功耗运放的设计[J];成都电子机械高等专科学校学报;2005年02期
9 张桂青,冯涛,王建华,张杭,耿英三,郑士泉;基于IP核的智能化电器SOC设计与实现[J];电工技术学报;2003年02期
10 钱照明;张军明;谢小高;顾亦磊;吕征宇;吴晓波;;电力电子系统集成研究进展与现状[J];电工技术学报;2006年03期
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 胡永华;深亚微米理论及IP核设计技术的研究[D];合肥工业大学;2001年
2 李丽;集成电路设计方法及IP设计技术的研究[D];合肥工业大学;2002年
3 赵为;太阳能光伏并网发电系统的研究[D];合肥工业大学;2003年
4 谢规良;基于组件技术的车间计划调度系统研究[D];西北工业大学;2003年
5 林平;变频控制系统集成模块及其控制芯片技术的研究[D];浙江大学;2003年
6 李建林;载波相移级联H桥型多电平变流器及其在有源电力滤波器中的应用研究[D];浙江大学;2005年
7 费万民;中高压功率变换相关技术的基础研究[D];浙江大学;2005年
8 胡磊;功率变换器的分布式控制和结构研究[D];浙江大学;2005年
9 姚文熙;多电平六相同步电机变频调速全数字控制技术研究[D];浙江大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李明峰;CPLD在变频调速系统中的应用[D];浙江大学;2003年
2 叶剑利;CPLD在电力电子变换技术中的应用[D];浙江大学;2004年
3 刘晋;基于嵌入式操作系统的电力电子控制平台的研制[D];华北电力大学(北京);2003年
4 林慧君;IP质量评估技术的研究[D];合肥工业大学;2004年
5 杨永宏;基于嵌入式实时操作系统的电力电子控制器的研究[D];华北电力大学(北京);2005年
6 吴蓉;热插拔控制芯片的研究[D];浙江大学;2005年
7 陈世杰;基于DSP控制的开关功率放大器研究[D];浙江大学;2005年
8 黄云川;低压微功耗轨至轨输出CMOS运放研究设计[D];电子科技大学;2005年
9 贾政亚;低压微功耗CMOS运算放大器的研究与设计[D];电子科技大学;2005年
10 占荣;可编程逻辑器件在逆变器控制中的应用[D];华中科技大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 薛飞;丁泳鑫;龚春英;;峰值电流控制FAC变换器小信号建模与分析[J];电力电子技术;2011年06期
2 陈申;尹少锋;吕征宇;;基于全桥LLC-SRC的隔离升压型直流变压器[J];电力电子技术;2011年07期
3 肖文英;戴日光;;宽输入高增益隔离升压型DC/DC变换器[J];电源技术;2012年08期
4 陈申;吕征宇;姚玮;;LLC谐振型软开关直流变压器的研究与实现[J];电工技术学报;2012年10期
5 刘宗鹏;苏玉萍;马惠兰;;基于DSP的高效率串并联谐振变流器的研制[J];电源技术;2013年04期
6 刘亚静;李铁才;;电机数字控制器发展现状[J];伺服控制;2011年08期
7 尤伟;张雪;吴中民;廖政伟;吕征宇;;一种改进设计方法的全数字升压型LLC[J];太阳能学报;2015年01期
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 陈宇;电力电子变换系统的元件复用理论与方法[D];华中科技大学;2011年
2 陈武;多变换器模块串并联组合系统研究[D];南京航空航天大学;2009年
3 孙鹏菊;输出宽范围连续可调的变结构恒功率电源的研究[D];重庆大学;2011年
4 王仕韬;基于一种半直驱式风力发电装置的整流器研究[D];浙江大学;2011年
5 洪小圆;基于永磁同步电机的电梯运动控制研究[D];浙江大学;2012年
6 胡国珍;充放储一体化电站功率变换系统稳定分析与控制[D];华中科技大学;2012年
7 陈威;DC-DC变流器的柔性变拓扑研究[D];浙江大学;2009年
8 杨恩星;低速永磁直驱风力发电变流器若干关键技术研究[D];浙江大学;2009年
9 贺超;具有高可靠性的数字化大功率电力电子集成模块研究与应用[D];浙江大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘大庆;LLC谐振型开关变换器特性及其参数优化设计方法研究[D];解放军信息工程大学;2010年
2 程鹏飞;100W照明用LED驱动电路设计与研究[D];杭州电子科技大学;2011年
3 陈响;基于PFC功能的MIG逆变焊机的研制[D];兰州理工大学;2011年
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6 邓湘鄂;电动汽车用多重化软开关双向DC/DC变换器的研究[D];重庆大学;2011年
7 张伟;数字化电源控制器平台的设计与实现[D];河北工业大学;2011年
8 蒋先锋;交错并联反激电路在宽范围通讯电源模块中的应用[D];浙江大学;2012年
9 陈申;宽输入高增益隔离型DC-DC变换器的研究[D];浙江大学;2012年
10 童辉;半桥LLC谐振DC/DC变换器的研究[D];南京理工大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
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2 ;二次电池充电控制与保护LSI技术[J];电子产品世界;2001年02期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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5 石红;汤亮;季磊;支萌辉;乔东海;;芯片级原子钟射频模块阻抗匹配设计[A];2013中国西部声学学术交流会论文集(上)[C];2013年
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7 王文明;;芯片级高精度原子钟及其关键部件的研究跟踪[A];2010振动与噪声测试峰会论文集[C];2010年
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2 乐天编译;芯片冷却不容忽视[N];计算机世界;2007年
3 主持人 曾铭 采访记者 曾铭;彩电企业,“芯”梦怎成真?[N];中国电子报;2005年
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5 祁金华;向芯片要节能[N];网络世界;2008年
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10 刘洪宇;“安全芯”开启PC安全之门[N];中国计算机报;2006年
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1 陈翔;微流路医学诊断芯片的制作及研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2003年
2 邓俊勇;深亚微米芯片设计中的电源完整性相关问题研究[D];浙江大学;2011年
3 周清军;嵌入式SRAM的优化设计方法与测试技术研究[D];西安电子科技大学;2009年
4 朱福龙;基于工艺力学的MEMS封装若干基础问题研究[D];华中科技大学;2007年
5 程婷;大功率白光LED照明器件中散热问题的研究[D];华中科技大学;2009年
6 赵梦恋;SPIC设计方法与IP设计技术研究[D];浙江大学;2005年
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1 周海洋;汽车级芯片封测、失效分析及质量管理[D];天津大学;2012年
2 李连庆;芯片电热特性仿真模型及测试方法[D];天津大学;2009年
3 章涛;三维芯片热分析技术研究[D];北京交通大学;2013年
4 刘彪;叠层CSP封装结构应力有限元分析及结构优化[D];苏州大学;2005年
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6 孟维佳;覆盖率驱动的Garfield芯片Bottom-up功能验证方案的研究[D];东南大学;2005年
7 杜飞;芯片级ESD测试方法研究与比较[D];北京邮电大学;2012年
8 童舟;以太网控制器芯片的测试技术研究[D];电子科技大学;2009年
9 尹航;采用重叠组合方法进行芯片级三维电容提取的研究[D];清华大学;2005年
10 董福弟;三维芯片过硅通孔容错技术研究[D];合肥工业大学;2012年
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