Circuitos de interfaz CMOS para señales automotrices de alto voltaje
Autores: Boni, Andrea; Caselli, Michele; Magnanini, Alessandro; Tonelli, Matteo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Circuitos de interfaz CMOS para señales automotrices de alto voltaje
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Adquisición
Señales de alto voltaje
Sensores
Actuadores
Interfaces electrónicas
Tecnología CMOS
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 38
Citaciones: Sin citaciones
La adquisición de señales de alto voltaje de sensores y actuadores en un motor de combustión interna a menudo es necesaria para fines de diagnóstico o en el caso de conversión a combustibles alternativos, como el hidrógeno, gas natural o biogás. La integración de interfaces electrónicas y circuitos de adquisición en un solo dispositivo proporciona beneficios en términos de reducción de componentes y rendimiento. Sin embargo, el alto nivel de voltaje de las señales involucradas hace que el diseño en el chip sea desafiante. Además, los circuitos deben ser compatibles con la tecnología CMOS, con un uso limitado de opciones de alto voltaje y un mínimo número de componentes fuera del chip. Este documento describe el diseño y la implementación en tecnología CMOS de 350 nm de interfaces electrónicas y circuitos de adquisición para señales de alto voltaje típicas del contexto automotriz. En particular, se describe un nuevo diseño conjunto de limitadores de voltaje dedicados con protecciones de descarga electrostática (ESD). Los circuitos propuestos requieren solo un resistor fuera del chip, y son adecuados para la adquisición de señales con picos de voltaje de hasta 400 V. El rendimiento medido de los prototipos de silicio, en el rango de temperatura de [-40 gradosC, +125 gradosC], hace que las interfaces electrónicas propuestas sean adecuadas para el dominio automotriz.
Descripción
La adquisición de señales de alto voltaje de sensores y actuadores en un motor de combustión interna a menudo es necesaria para fines de diagnóstico o en el caso de conversión a combustibles alternativos, como el hidrógeno, gas natural o biogás. La integración de interfaces electrónicas y circuitos de adquisición en un solo dispositivo proporciona beneficios en términos de reducción de componentes y rendimiento. Sin embargo, el alto nivel de voltaje de las señales involucradas hace que el diseño en el chip sea desafiante. Además, los circuitos deben ser compatibles con la tecnología CMOS, con un uso limitado de opciones de alto voltaje y un mínimo número de componentes fuera del chip. Este documento describe el diseño y la implementación en tecnología CMOS de 350 nm de interfaces electrónicas y circuitos de adquisición para señales de alto voltaje típicas del contexto automotriz. En particular, se describe un nuevo diseño conjunto de limitadores de voltaje dedicados con protecciones de descarga electrostática (ESD). Los circuitos propuestos requieren solo un resistor fuera del chip, y son adecuados para la adquisición de señales con picos de voltaje de hasta 400 V. El rendimiento medido de los prototipos de silicio, en el rango de temperatura de [-40 gradosC, +125 gradosC], hace que las interfaces electrónicas propuestas sean adecuadas para el dominio automotriz.