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可嵌入心電震發生器（ImplantableCardivoerterDefibrillators-ICD）已通用幾年了。ICD在連接到心臟的兩個電極之間施加高壓脈沖，它隨時檢測心臟纖維性顫動。此脈沖可高達800V，在幾毫秒期間電流達幾十安培。 用電荷泵產生高電壓并把它存儲存一個大電容器上。通常，電擊（脈沖）通過一個2相脈沖傳送到心臟。圖1示出2相電震發生器系統和產生所需雙相脈沖的高壓橋的原理框圖。此應用由兩個相同的半橋組成，每個半橋有兩個開關，一個連接地、一個連接高電壓。隔離柵雙極晶體管（IGBT）最常用做開關元件，因為IGBT具有最小的導通電阻及硅面積。高端IGBT需要一個柵極電壓，此電壓比開關電壓高10～15V。通常用一個變壓器進行高壓控制器和開關之間的電平變換。圖2示出一個橋所需元件的原理框圖。 采用變壓器有明顯的缺點： 1）.分選來自不同廠家的分立元件，使制造變復雜并增加成本。 2）.變壓器體積大而且在生產中難以控制，這導致可靠性降低。 1 MED427高電壓半橋 Microsemi公司開發了一款高電壓半橋模件（見圖3），用于甚低功率、低電壓應用，在這些應用中空間大小和靜態電流是主要的關心點。這種模件為低速和低占空因數高電壓開關應提供了一種完整的解決方案。 1）特性 高電壓半橋模件的主要特性有： ·低電壓接口；可直接從CMOS電平控制器芯片（邏輯電平輸入）控制該橋。 ·完全集成了半橋所需的所有元件。 ·BGA（球式柵格陣列）MCM（多芯片模件）封裝的小尺寸。 ·甚低的靜態電流（50nA典型值） 2）技術 ·為了達到最小可能的尺寸和靜態電流，Microsemi開發出一些新的關鍵技術： 通過電容耦合的高端電平變換和傳輸。用兩個Microsemi專利IC（見圖3中的IC1和IC2）實現這種功能。 ·低柵極電荷IGBT。低柵極電荷使得可用較小值的隔離/電荷變換電容器。 2 工作原理 兩個邏輯電平輸入LO+EN（低端開關使能）和HI_EH（高端開關使能）控制低和高端開關導通（見圖3）。LO_EN信號經電平變換器和IC1中的驅動器驅動低端IGBT的柵極。 HI_NE引腳使能LC1中的高頻振蕩器。此振蕩器輸出經電平變換到IGBT柵驅動電壓（VDD）并驅動隔離和電荷轉換電容器。電容器的另一端連接到IC2，在IC2中對時鐘信號整流以產生柵發射極電壓。IC2也有一個開關，當沒有時鐘信號時此開關使IGBT柵極到發射極短路（見圖4）。圖5的仿真的結果示出所得到的半橋輸出，IGBT柵-發射極電壓和到IC2的時鐘輸入的結果。 3 結語 MED427BGA/MCM以最小可能的尺寸提供了一個完全集成的高電壓半橋。它特點適合于低速應用。 |
