Прикладное научное исследование и экспериментальная разработка (ПНИЭР)

по теме «Разработка перспективных технологий и конструкций серии интегральных микросхем мультифункционального контроля и управления источниками вторичного электропитания энергоэффективных светодиодных систем»

Соглашения о предоставлении субсидии: № 14.579.21.0089

Уникальный идентификатор проекта RFMEF157914X0089

ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 – 2020 годы»

Приоритетное направление: «Информационно-телекоммуникационные системы»

Критическая технология: «Технологии создания электронной компонентной базы и энергоэффективных световых устройств»

Период выполнения: 28 ноября 2014 г. – 31 декабря 2016 г.

Плановое финансирование проекта: 25,002 млн. руб.

Бюджетные средства: 15,000 млн. руб.,

Внебюджетные средства: 10,002 млн. руб.

Исполнитель: ООО «СибИС», г. Новосибирск

Индустриальный партнер: Закрытое акционерное общество «Инверсия», г. Новосибирск

Ключевые слова: интегральная микросхема мультифункционального контроля и управления, источник вторичного электропитания, источник постоянного тока, драйвер тока для светодиодов, шим-модулятор, стабилизатор постоянного тока, обратная связь в источниках питания импульсного типа, «мягкая коммутация», КМОП технологический процесс.

1. Цель прикладного научного исследования и экспериментальной разработки

  1. Реализуемый проект направлен на решение проблемы создания интегральных микросхем мультифункционального контроля и управления (ИМС МФКУ) источниками вторичного электропитания (ИВЭП), обеспечивающих высокостабильный ток/напряжение в нагрузке ИВЭП с малыми пульсациями при незначительном собственном энергопотреблении.
  2. Цели выполнения ПНИЭР: разработка комплекса научно-технических решений, предназначенных для создания перспективных технологий и конструкций серии ИМС МФКУ для ИВЭП, обеспечивающих высокую стабильность выходного тока/напряжения, работоспособности в широком диапазоне нагрузок с высоким коэффициентом полезного действия и предназначенных для применения в системах электропитания светодиодных, радиоэлектронных, телекоммуникационных и иных устройств.

2. Назначение и область применения результатов проект

  1. Разрабатываемая серия ИМС МФКУ предназначена для построения перспективных ИВЭП средней мощности (10 - 300 Вт) для высокоэффективных систем электропитания с целью использования в промышленных и бытовых светодиодных системах, в радиоэлектронной аппаратуре, в современных системах телекоммуникаций, а также в системах промышленной автоматики, электрохимических устройствах.
  2. Использование ожидаемыхрезультатов рассматривается в первую очередь посредством организации отечественного производства серии ИМС МФКУ, а также ИВЭП на их основе Индустриальным партнером.
  3. Возможные потребителиожидаемыхрезультатов по оценкам Индустриального партнера:
  • отечественные предприятия (приобретение серийно изготавливаемых микросхем МФКУ): ООО «Атомсвет», ОАО «Светлана», ООО «Эколайт», ООО «Световые решения», ООО «Инкотекс ЛидерЛайт» и другие отечественные изготовители источников питания;
  • зарубежные предприятия: Osram, Philips, Meanwell и другие изготовители источников питания.

3. Новизна и краткая характеристика проекта:

Разработка ИМС МФКУ ведётся в соответствии с мировым трендом создания управляющих ИМС по специализированной технологии. Полных аналогов разрабатываемых ИМС МФКУ в настоящее время не найдено. Отечественные ИМС данного типа отсутствуют как класс. Разрабатываемые ИМС МФКУ, состоящие из сложно-функциональных блоков, являются инновационными, так как позволяют создать устройства управления источников вторичного электропитания с высокостабильным выходным током и напряжением во всём диапазоне нагрузок, с малыми пульсациями выходных тока и напряжения, а также функционирующих без электролитических конденсаторов в широком диапазоне температур.

Разрабатываемые ИМС МФКУ имеют малое собственное энергопотребление, сочетают уникальный набор функций - стабилизатора тока, напряжения, синхронного выпрямителя.

4. Краткие итоги выполнения проекта:

Этап 1

Этап 2

Этап 3

Этап 4

Этап 5

Подготовлен и представлен на ВУЗПРОМЭКСПО-2016 стендовый доклад по итогам выполнения 5-го этапа ПНИЭР и ПНИЭР в целом 

Скачать доклад

Публикации и РИД:

Публикации в базах данных Scopus и WoS:

1. Antonov, A. A., Karpovich, M.S., Pichugin, I. V., Vasilyev V.Yu., “In silicon” verification of Multi-Functional Control Integrated Circuits in 250 nm BCD Technology for High-Efficiency Power Converters // Proceedings of 2016 13th International Conference on Actual Problems of Electronics Instrument Engineering (APEIE), 2016, pp.83-87

DOI: 10.1109/APEIE.2016.7806944

2. Ryzhkov, V.A., Antonov, A.A., Karpovich, M.S., Surin I.K., Vasilyev V. Yu., Verification “In Silicon” Active Output Rectifier Controller IC in 250 nm BCD Technology for High-Efficiency Power Converters / Proceedings of 2016 13th International Conference on Actual Problems of Electronics Instrument Engineering (APEIE), 2016, pp. 41-45

DOI: 10.1109/APEIE.2016.7807076

3. Antonov A.A., Karpovich M.S., Pichugin I.V., Vasilyev V.Yu., Gridchin V.A. Designing and verification of integrated circuit driver for power transistor operation in AC/DC power supply units in zero voltage switching mode // Proceedings of 2015 16th International Conference of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices EDM, 2015, p.p.371-374.

DOI: 10.1109/EDM.2015.7184565

4. Karpovich M.S., Pichugin I.V., Vasilyev V.Yu. In/out pad electrostatic discharge protection for sub-micron integrated circuits based on lateral bipolar transistor // Proceedings of 2015 16th International Conference of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices EDM, 2015, p.p100-103.

DOI: 10.1109/EDM.2015.7184499

5. Antonov A.A., Karpovich M.S., Pichugin I.V., Vasilyev V.Yu., Multi-functional control integrated circuits in 250 nm BCD technology for high-efficiency power converters // Proceedings of 2016 17th International Conference of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices EDM, 2016, p.p.411-416.

DOI: 10.1109/EDM.2016.7538767

6. Karpovich M.S., Lys V.D., Blum K.E., Vasilyev V.Yu., Electrostatic discharge protection in 250 nm BCD technology for multi-functional control integrated circuits for power converters // Proceedings of 2016 17th International Conference of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices EDM, 2016, p.p.456-461.

DOI: 10.1109/EDM.2016.7538776

7. Ryzhhkov V.A., Antonov A.A., Karpovich M.S., Vasilyev V.Yu., Active output rectifier controller IC in 250 nm BCD technology for high-efficiency power converters // Proceedings of 2016 17th International Conference of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices EDM, 2016, p.p. 611-616.

DOI: 10.1109/EDM.2016.7538808

8. Ryzhhkov V.A., Karpovich M.S., Surin I.K., Vasilyev V.Yu., High-voltage low drop output voltage regulator with output current fold-back protection in 250 nm BCD technology // Proceedings of 2016 17th International Conference of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices EDM, 2016, p.p. 549-554.

DOI: 10.1109/EDM.2016.7538797

Публикации в журналах ВАК:

1. Антонов А.А., Карпович М.С., Пичугин И.В., Васильев В.Ю. Разработка и верификация интегральной микросхемы драйвера «мягкой» коммутации силовых ключей для мощных источников электропитания // Нано- и микросистемная техника. 2015. № 9. с.57-64. Скачать PDF

2. Карпович М.С., Лысь В.Д., Разработка электростатической защиты элементов ввода-вывода интегральных микросхем, выполненных по субмикронной высоковольтной КМОП технологии // Вестник СибГУТИ, 2015, вып.3, с.55-65. Скачать полный текст

3. Антонов А.А., Карпович М.С., Пичугин И.В. Интегральная микросхема для источника электропитания с высокой электросовместимостью // Техника радиосвязи, 2016, вып.2, с.34-45.

4. Карпович М.С., Пичугин И.В., Лысь В.Д., Антонов А.А., Проектирование библиотеки элементов ввода-вывода интегральных микросхем, выполненных по субмикронной высоковольтной КМОП-технологии // Техника радиосвязи, 2016, вып.3, с.110-120.

Cвидетельства об интеллектуальной собственности:

1. Свидетельство о государственной регистрации топологии ИС "Схема управления источником вторичного электропитания, функционирующего в режиме постоянного тока" №2016630034 от 02.02.2016 Скачать PDF

2. Свидетельство о государственной регистрации топологии ИС "Схема управления источником вторичного электропитания, функционирующего в режиме постоянного напряжения" №2016630048 от 02.03.2016 Скачать PDF

3. Свидетельство о государственной регистрации топологии ИС «Схема управления источником вторичного электропитания, функционирующего в режиме стабилизатора тока/напряжения», №2016630169 от 19.12.2016 г. Скачать PDF