由于智能功率开关电路具有完备的保护功能,能够工作在各种恶劣的环境中,并且体积小、通用性好以及功耗低等优点。本文针对目前分立器件实现的离散量功率输出及保护模块体积重量大、功耗高、可靠性低、通用性差,无法满足数量日益增多的应用需求等缺点,设计了一款28V/1.8A的智能功率开关芯片。芯片主要设计指标为:适用于4.9V~52V的宽输入电压范围,功率管的导通电阻(RDS(ON))仅为0.22Ω,工作温度范围为-50oC~150oC,同时还有过压、欠压、短路保护和负载开路检测等功能。电路设计过程中,论文首先对智能功率开关芯片的设计要求和指标、整体电路结构框架以及芯片工作原理作了分析介绍。由于芯片要能够在条件恶劣的环境下正常工作,因此重点分析和介绍了各种保护电路以及对芯片正常工作的影响。然后对芯片的主要保护电路包括过压和欠压保护、过温保护、短路保护以及负载开路检测电路等进行了分析设计和仿真。基于主要保护电路的基本原理和仿真优化结果分析,作者采用电路仿真软件Cadence Spectre完成对整体电路的仿真。结果显示:导通电阻为81mΩ;芯片开启时间为20μs,关断延迟86μs;关断时具有感性负载快速消磁功能;过温保护温度阈值点为160oC,滞回温度7oC;电源电压超过57V时过压保护,低于52V时过压保护解除;电源电压低于4.1V时欠压保护,高于8.4V时欠压解除;电源电压与芯片输出差值大于4.4V时短路保护启动,仿真结果满足设计主要指标。最后在基于0.35μm四层金属BCD工艺平台下,作者和小组其他成员共同完成了芯片整体版图的设计。