智能功率集成电路(SPIC)的出现对提高系统的可靠性,降低其成本、重量和体积,实现汽车、工业、通讯等领域中系统的小型化、智能化有着重要的意义。本文分析、设计了一种广泛应用于直流电机和步进马达驱动、位置与速度伺服系统、工业机器人、各种数控设备和打印机和绘图仪等中的SPIC电路——单片H桥功率驱动集成电路,并对此电路进行了流片。它采用BCD(Bipolar、CMOS、DMOS)工艺制程,输入电压范围为10-60V,基于PWM控制,具有欠压封锁、过温保护、过流保护、电流取样功能。在电路设计中,作者介绍了直流电机的工作原理和数学模型、脉宽调制(PWM)控制原理、H桥电路基本原理和H桥功率驱动电路的两种控制模式,设计了驱动电路的总体结构,给出了电路的功能模块,确定了设计的可行性,然后在子电路模块中,重点分析设计了基准源电路、振荡器电路、高端功率管栅驱动电路(电荷泵及自举电路)、低端功率管栅驱动电路和死区时间产生电路。作者提出了一种结构简单的电流控制振荡器电路。此电路利用系统内部基准源产生的电流信号来对电容进行充放电,然后经过控制电路作用后,产生的输出振荡波形的上升时间和下降时间非常小,更接近理想矩形波形;通过调节基准源电流信号或者电容值大小,可调节振荡波形的频率和占空比,同时温度和电压的变化对振荡器输出波形频率稳定度的影响很小。然后,本文根据厂方提供的模型,利用EDA软件对各个子电路及整体电路进行了仿真,确保设计的电路能够满足性能指标要求,并给出了仿真结果。最后完成整体电路仿真、典型性能特性仿真分析、版图设计、以及流片,并完成部分测试工作,测试结果表明芯片功能正确。