본 논문에서는 $1.0{mu}m$ BCD 650V 공정을 이용하여 향상된 잡음 내성과 높은 전류 구동 능력을 갖는 고전압 구동 IC를 설계하였다. 설계된 고전압 구동 IC는 500kHz의 고속 동작이 가능하고, 입력 전압의 범위가 최대 650V이다. 설계된 IC에 내장된 상단 레벨 쉬프터는 잡음 보호회로와 슈미트 트리거를 포함하고 있으며 최대 50V/ns의 높은 dv/dt 잡음 내성을 가지고 있다. 또한 설계된 숏-펄스 생성회로가 있는 상단 레벨 쉬프터의 전력 소모는 기존 회로 대비 40% 이상 감소하였다. 이외에도 상 하단 파워 스위치의 동시 도통을 방지하는 보호회로와 구동부의 전원 전압을 감지하는 UVLO(Under Voltage Lock-Out) 회로를 내장하여 시스템의 안정도를 향상시켰다. 설계된 고전압 구동 IC의 특성 검증에는 Cadence사의 spectre 및 PSpice를 이용하였다.
In this paper, we designed the HVIC(High Voltage Gate Driver IC) which has improved noise immunity characteristics and high driving capability. Operating frequency and input voltage range of the designed HVIC is up to 500kHz and 650V, respectively. Noise protection and schmitt trigger circuit is included in the high-side level shifter of designed IC which has very high dv/dt noise immunity characteristic(up to 50V/ns). And also, rower dissipation of high-side level shifter with designed short-pulse generation circuit decreased more that 40% compare with conventional circuit. In addition, designed HVIC includes protection and UVLO circuit to prevent cross-conduction of power switch and sense power supply voltage of driving section, respectively. Protection and UVLO circuit can improve the stability of the designed HVIC. Spectre and Pspice circuit simulator were used to verify the operating characteristics of the designed HVIC.
