电气化进程的加速使电机系统的应用前景更为广阔,但电机系统的用电量历来占总量耗电六成以上,是节能减排所需攻克的重难点之一。随着BCD工艺与智能功率集成电路(SPIC)的不断发展为设计提供的优良条件,加之市场需求的扩大及绿色环保理念的提倡,电机驱动芯片作为电机系统的核心部分,对其进行多样性开发与优化势在必行。本文深入研究了国内外电机驱动芯片的发展现状及发展趋势,并以此为基础,基于某公司0.18μm BCD工艺设计了一款全桥电机驱动芯片,集成限流、整流功能。其可在-40～150℃环境下工作,工作电源电压8-40V,输出电流峰值±3.5V。提供两个输入端子,通过外部输入脉宽调制(PWM)来实现电机的转速和双向控制。由外部输入基准电压与电流检测电阻可调节芯片最大电流,将最大输出电流预设在已知水平,有效限制开启电流与堵转电流。利用电流衰减模式降低该系统功耗,无需大电容即可维持稳定电压。过温保护采用数字控制方式,提高系统可靠性。芯片采用四个N沟道LDMOS构成H桥并集成电源电路、逻辑控制电路、驱动电路、及各类保护电路等模块,适用于直流电机系统。文中首先对全桥工作原理进行了概述,详细介绍了全桥的整流方式及快速衰减、慢速衰减及混合衰减三种电流衰减模式。以此为理论依据构建芯片的设计框架及确定芯片的参数指标,完成核心模块的设计与分析。由带隙基准与NMOS-LDO为片内提供稳定的供电电压。电荷泵为高端驱动提供电压。基于整流理论提出最大电流控制电路与混合衰减控制电路,以降低PWM工作期间的损耗。驱动电路实现对全桥MOSFET栅电容的充、放电,提高工作效率。提出带有迟滞范围的过温、过压及欠压保护,保证系统工作的可靠性。并对各个子电路进行功能与性能仿真。最后根据设计框架搭建整体电路,分别进行三种电流衰减模式仿真验证。仿真结果表明,本设计的电机驱动芯片基本满足设计指标。