新型49e线性霍尔集成电路设计开发

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1、新型49E线性霍尔集成电路的设计开发可行性研究报告申报单位：二○一二年四月21目录一、项目实施的背景和意义-2-㈠立项背景-2-㈡立项意义-4-二、项目涉及的相关技术在国内外的研究现状和发展趋势-5-三、研究开发的主要内容和关键技术-8-㈠本项目研发的主要内容：-8-1、集成电路布图设计-8-2、电源正向耐压提升研究-8-3、损坏保护，防止出现飞车事故研究-11-4、灵敏度提升研究-12-5、输出对地短路电流稳定设计-13-6、版图优化设计-13-7、简单稳定的启动恒流源研究-14-㈡关键技术-15-㈢创新点-16-1、新型49E线性霍尔集成电路的设计开发-16-2

2、、电源正向耐高压设计-16-3、损坏保护和防飞车设计-16-四、预期目标-17-㈠主要技术与性能指标-17-㈡主要经济、社会效益指标（项目实施期内）-17-㈢主要成果目标-18-五、研究方案、技术路线、组织方式与项目组成员分工-18-㈠研究方案和技术路线-18-㈡项目组织方式与项目组成员分工-20-六、计划进度安排-22-七、现有工作基础和条件-23-八、科研经费预算-23-21本项目符合《国家重点支持的高新技术领域（2008）》第一类“电子信息技术”、第（二）分类“微电子技术”之第2小类“集成电路产品设计技术”所包括的“专用集成电路芯片开发”的范畴。本项目符合20

3、12年度金华市级科技计划项目重点支持的“电子信息”立项方向。一、项目实施的背景和意义㈠立项背景由于霍尔集成电路能完全满足许多苛刻的要求：工作电压宽(一般在3~24V)；工作温区宽(民用品为-20~85℃，军用品为-55~150℃，汽车检测专用品为-55~150℃，浪涌180℃)；灵敏度高(能检测很低的磁感应强度或在低磁盛应强度下改变输出状态)；抗干扰能力强；工作频率高(D．C．~100KHz)；响应速度快、可靠性高；能在恶劣的环境(例如高温、强震、腐性气氛、油污、灰尘等)中工作；能和多种负载例如灯泡、继电器、晶体管、晶闸管以及各种逻辑电路直接接口；因而具有强大的生命

4、力。霍尔传感器的品种很多。比较典型的有霍尔接近传感器或接近开关、霍尔位置传感器、霍尔转速传感器、霍尔液位传感器、霍尔流量计、霍尔电流(电压)传感器、霍尔隔离放大器等等。它们的基本原理都是利用霍尔器件去传感磁场或与磁场相关的次级变量，然后转换成电讯号输出。因为用途广泛，因而形成了多种多样的结构形式，衍生出许许多多的品种，21在我们日常生活中得到广泛的应用。比如电动车控制电路中大量用到霍尔式传感器件。常见的电动车控制系统主要包括转子位置检测电路、测速电路、调速电路、MOSFET全桥电路、限流电路等。霍尔式传感器在电动车上的应用主要有控制作用和检测作用。如图1是其在电动车

5、上的应用框图。图1霍尔传感器在电动车上的应用框图近几年随着国内电动车市场的蓬勃发展，转把上用的线性霍尔集成电路49E的需求量直线上升（国内有报导说年增长率达50％)。然而，目前市场上线性霍尔集成电路49E都存在耐压不足的缺陷，以美国honeywell公司的SS49E为代表，其电源的正向耐压只有14V，灵敏度在1.2～1.6mv/gs，没有输出保护设计，他们也不会单单为了国内电动车这个市场而改进设计或重新设计。而国内同类产品都是仿制SS49E而设计，参数都差不多，同样都存在这个不足。通过存储示波器观察到目前的电动车控制器的5V电源上叠加有电瓶的脉冲高压，电瓶电压有24

6、V、36V、48V，尤其是48V的电瓶充电会浮充到56V，21所以该电路的电源正向耐压需要超过56V。同时，整车厂家常有用户投诉电动车飞车伤人的事故，因为转把烧坏后霍尔电路的输出端电压超过1.0V，甚至超过4.0V，一开电源，车子就飞出去了，影响很坏，后果很严重。因此，本项目就是要针对49E耐压不足的缺陷，设计开发一种新型耐高压的线性霍尔，解决输出保护功能，满足电动车转把对线性霍尔的技术要求。㈡立项意义本项目承担单位是一家集成电路专业设计企业。主要从事集成电路的专业设计开发及其测试和销售。公司开发设计生产了新型49E、SX3503、S41H、SX496B、SX188

7、1、SX3144、SX177等线性霍尔集成电路和双极锁定、单极开关霍尔集成电路。公司的技术开发能力和产品品质已经获得业内公认。通过本项目的研发，能解决49E耐压和输出保护功能不足的关键共性技术，填补耐高压型49E线性霍尔产品的空白，不仅可以对国内霍尔集成电路设计行业起示范作用，还能有效地满足下游电动车转把产业对线性霍尔全面的技术要求。同时，本项目通过提高产品的灵敏度，可以缩小与之配套磁钢的尺寸，进而减少稀土耗材，对于响应国家对稀土的开发控制政策也具有重要的现实意义。本项目能较快地形成产业化生产，为国内集成电路制造业提供创新设计技术，对于提升企业的软实力，提升企业