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1、摘 要 I 摘摘 要要 过流保护电路是芯片内部一个不可缺少的功能模块。它的主要作用是确保芯片过流时能有效的关断，避免芯片被烧坏。过流保护电路一般由过流信号采样部分和信号处理部分构成。采样电路的设计至关重要。本文首先介绍了过流保护电路的结构及各部分的原理，然后对设计过程中涉及到的工具软件的使用方法进行了介绍，最后对着重阐述了过流信号采样电路、前沿消隐电路、波形恢复电路的设计及仿真。关键词：关键词：过流保护、采样、前沿消隐、波形恢复 ABSTRACT II Abstract Over-current protection circuit is a necessary module inner th
2、e chip.It is main function is to assure that the chip could be cut-off if there is an over-current flow in it and can work perfectly after the flow.Normally it consists of the two main module:circuit of sampling and circuit of dealing signal.This document is intended to introduce basic architecture
3、and work principle of over-current circuit.And then there is a explanation of the usage of the software involved in the process.At the end of this thesis,I will show you the detailed information on the design and simulation of the fowling parts:circuit of sampling,leading-edge-blanking circuit,wavef
4、orm dealing.Keywords:over-current protection,sampling leading-edge-blanking circuit,waveform dealing 目 录 III 目 录 摘 要.I Abstract.II 第 1 章 引言.1 1.1 选题背景.1 1.2 研究的目的及意义.1 1.3 论文的组织结构.1 第 2 章 过流保护电路概述.3 2.1 采样电路.3 2.2 信号处理电路.6 2.2.1 施密特电路.6 2.2.2 CMOS 反向器.8 2.2.4 与门.10 第 3 章 工具介绍.12 3.1 原理图编辑.12 3.1.1 启
5、动.12 3.1.2 建库.13 3.1.3 编辑原理图.14 3.2 仿真.14 3.2.1 选择仿真器、添加库文件.15 3.2.2 选择仿真类型.15 3.2.1 设置输出曲线.15 第 4 章 过流保护电路设计.16 4.1 比较器设计.16 4.2 前沿消隐.17 4.3 对功率管的采样电路.18 4.4 施密特触发器.20 4.5 D 触发器.21 第 5 章 结论.23 参考文献.25 致谢.26 附录.27 外文资料原文.32 翻译文稿.35 第 1 章引言 1 第第 1 章章 引言引言 1.1 选题背景选题背景 现代集成电路越来越广泛的应用于高压、高功率领域。随着节能昌平的需
6、求的增多，电源稳压器管理，MOSFT 等功率期间越来越多的应用到整机产品中，而在整机产品市场产量不断增加以及功率期间在整机中的应用比例不断提高的双重带动下，中国的功率器件市场近年来也不断增长。这些应用都具有一个共同的特点，那就是芯片工作于高电压、高功率环境下，发热多、环境复杂、芯片很容易被烧毁。对于采用 MOS 工艺制造的器件，由于 MOS 的栅氧化层很薄，极易被击穿，这些情况更为严重。因此，如何保护器件正常稳定的工作于复杂的环境之下，如何提高功率期间的可靠性，越来越成为了 IC 设计人员和制造企业最关心的问题之一。有时，设计一个新能优良的保护电路模块比设计一块优秀芯片本身更重要。本文所讨论的
7、过流保护电路，就是一个提高芯片可靠性的一重要的模块。它的作用是，准确的判断被保护对象是否发生了过流现象。如果过流whatsapp网页版，则应及时的 采取措施关断过流信号，避免器件被损坏。关断期间后还必需检测芯片的温度是否降至正常工作允许的范围，如果满足条件则应打开芯片，时期正常稳定的工作。1.2 研究的目的及意义研究的目的及意义 过流保护电路作为芯片内部一个必不可少的功能模块，其性能的好坏直接决定了芯片的性能的好坏。因此whatsapp登录，设计制造一个性能稳定的,动作准确可靠的过流保护电路是设计任何一块芯片都不可或缺的任务。本文所讨论的过流保护模块是应用于数字公放桥式输出级的保护模块。本文将详细阐述其结构和每部分的原理，并给出设计参
8、数。尽管不同的芯片会因地制宜的采用不同的保护电路，但所有保护电路的内部结构都是大同小异，甚至完全一样的。从这个意义上说，本文所讨论的电路对其它过流保护电路的设计都具有借鉴作用。对于数字音频功率放大电路的过流模块的设计更是如此。1.3 论文的组织结构论文的组织结构 本论文将首先介绍主要内容（及中英文摘要部分），然后是目录部分。读者可以很直接的查阅到每部分内容所在的页码。在接着便是正文部分。正文部分分为四章：第一章 引言；第二章 过流保护电路概述；第三章 相关 EDA 工具电子科技大学成都学院本科毕业设计论文 2 介绍；第四章 过流保护电路设计。其中第二章将介绍一些设计过程中要应用到的一些基础知识
9、和基本概念原理。第三章将详细讨论 Cadence 原理图工具和仿真工具 Hspice 的使用方法。在本论文的最后，将附上设计用的一些电路和程序，及其他需要补充说明的问题。第 2 章过流保护电路概述 3 第第 2 章章 过流保护电路概述过流保护电路概述 要实现过流保护，电路至少应该具备一下两部分：一部分是对过流信号进行采集的采样电路，令一部分是对过流信号进行处理的信号处理部分。这两部分密不可分，任何一部分设计不当都会影响过流电路的整体性能，严重时将会失效，起不到保护的作用。图 2-1 过流保护电路结构图 正如上图所示，波形整理部分将要完成前沿消隐和波形整形两个任务。前沿消隐能有效的将过冲与过流区
10、分开来。过冲和过流的判断标准主要看脉冲的持续时间，我们认为持续时间少于半个时钟周期为过冲，这时过流保护电路将忽略这一信号，不做处理。大于半个时钟周期的为过流，电路将自动的采取措施，关闭功率器件，直至达到正常的工作条件。2.1 采样电路采样电路 对于功率 MOS 的过流保护，现在普遍采用的方法有两种，一种是用 Sense FET 的方法34来实现对电流的采样；另外一种是采用 Rds 的检测方法。本电路在设计中采用了 Sense FET 的方法实现采样，之所以采用这种电流检测方式，是因为该采样方法可以使工作在温度变化范围大的芯片得到很好的保护。而且Ron 跟随本工艺库的变化较大，不能进行精确的采样