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공정 및 공급전압 변화에 강인한 하프브리지 구동 IC의 설계
Design of a Robust Half-bridge Driver IC to a Variation of Process and Power Supply

송기남    (경상대학교 전자공학과   ); 김형우    (한국전기연구원 에너지반도체 연구센터   ); 김기현    (한국전기연구원 에너지반도체 연구센터   ); 서길수    (한국전기연구원 에너지반도체 연구센터   ); 장경운    (페어차일드코리아 반도체주식회사   ); 한석붕    (경상대학교 전자공학과  );
  • 초록

    In this paper, we propose a novel shoot-through protection circuit and pulse generator for half-bridge driver IC. We designed a robust half-bridge driver IC over a variation of processes and power supplies. The proposed circuit is composed a delay circuit using a beta-multiplier reference. The proposed circuit has a lower variation rate of dead time and pulse-width over variation of processes and supply voltages than the conventional circuit. Especially, the proposed circuit has more excellent pulse-width matching of set and reset signals than the conventional circuit. Also, the proposed pulse generator is prevented from fault operations using a logic gate. Dead time and pulse-width of the proposed circuit are typical 250 ns, respectively. The variation ratio is 68%(170 ns) of maximum over variation of processes and supply voltages. The proposed circuit is designed using $1\;{\mu}m$ 650 V BCD (Bipolar, CMOS, DMOS) process parameter, and the simulations are carried out using Spectre simulator of Cadence corporation.


  • 주제어

    Half-bridge converter .   Half-bridge driver IC .   High voltage gate driver .   Shoot-through.  

  • 참고문헌 (8)

    1. Christophe P. Basso, "Switch-mode Power Supplies", McGraw-Hill, p. 93, 2008. 
    2. J. T. Hwang, M. S. Jung, J. S. Kim, and D. H. Kim, "Noise Immunity Enhanced 625 V High-side Driver", Solid-State Circuits Conference IEEE, p. 572, 2006. 
    3. 박현일, 송기남, 이용안, 김형우, 김기현, 서길수, 한석붕, “잡음 내성이 큰 단일 출력 레벨 쉬프터를 이용한 500 V 하프브리지 컨버터용 구동 IC 설계”, 전기전자재료학회논문지, 21권, 8호, p. 719, 2008.     
    4. B. Murari, F. Bertotti, and G. A. Vignola, "Smart Power ICs", Springer, p. 361, 2002. 
    5. Gheorghiu Ioan Virgil, "Pulse Translation Method from Low to High Voltage Level in Half and Full Bridge Application", US patent, 2007. 
    6. 송기남, 박현일, 이용안, 김형우, 김기현, 서길수, 한석붕, "잡음 내성이 향상된 300 W 공진형 하프-브리지 컨버터용 고전압 구동 IC 설계", 전자공학회논문지, 45권, SD편, 10호, p. 7, 2008.     
    7. R. Jacob Baker, "CMOS Circuit Design, Layout, and Simulation", Wiley, p. 624, 2008. 
    8. A. Novelli, L. Giussani, and I. Bellomo, “New Generation of Half Bridge Gate Driver ICs for use with Low Power 3.3 V Control Applications”, Power Electronic Conference IEEE, p. 3237, 2004. 

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