随着集成电路设计水平的提高,智能功率集成电路（SPIC）凭借着低成本、高性能等优势应用于各行业之中。电机驱动芯片作为典型的SPIC芯片,在汽车、印刷设备等领域有着广阔的应用前景,因此对电机驱动芯片展开深入研究有着重要的意义。本文基于0.35μm 80 V BCD工艺,设计了一种直流电机驱动芯片。其典型工作电压为42 V,输出电流为0.9～4 A,开关管的导通电阻小于0.5Ω。芯片包含高压电荷泵电路、高压电源偏置电路、高压LDO电路、锁相环电路、低压数字逻辑电路、电压检测电路、自举电路、高压带隙基准电路等模块。首先,本文在芯片的内部设计了高压偏置电路、高压LDO电路、高压带隙基准电路为芯片各个子模块稳定供电,降低了功耗,提高了芯片的可靠性。其次,本文设计了一种低功耗的锁相环电路,为高压电荷泵电路提供10 MHz的工作频率,从而控制电荷泵电容的充电。同时锁相环电路还为数字逻辑控制电路提供高频信号,生成H桥驱动电路的控制信号,使用多颗芯片也可驱动三相直流电机。为了快速补充高边功率管的栅极电荷,本文基于快速转换的高压电平位移电路设计了频率为10 MHz的高压电荷泵电路,配合自举电路可为高边功率管的栅极提供稳定的0～54 V高压控制信号。高压电荷泵电路中的电压检测电路可防止其内部充电支路中的达林顿管被高压击穿。最后,为了防止H桥同侧的功率管穿通而短路,在低压CMOS数字逻辑控制电路和自举电路中加入了RC延迟模块产生死区时间,提高了芯片的可靠性。通过Cadence软件对设计的电机驱动芯片进行了原理图和版图的设计。同时对电机驱动芯片进行整体联合仿真,在电压为42 V时,芯片输出电流为0.9～4 A。且该芯片可以控制电机的转速、转向、刹车以及输出电流的大小,本文设计的H桥电机驱动芯片满足设计要求的各项功能和指标。