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隔离驱动(三)

我们接着讲自举升压驱动 位于书本的 5.4.2 节 自举升压驱动它不是靠隔离方案 来解决驱动电位差的 它是依靠一个叫自举电容 对它进行充电 充电以后把电容等效为电池的方法 实现电位抬升 由于自举电容它必须时常充电 它并不是一个真正的电池 所以它只适用于 高低侧开关交替导通的场合 我们来看 TI 的 UCC27200 这是一个典型的自举升压驱动芯片 内部集成了快恢复二极管 它用来控制一个半桥 上下桥臂 T1、T2 低侧开关必须先导通 当 T2 导通以后 12V 电源通过二极管 对自举升压电容 C 进行充电 充上 12V 电 那么而后 T2 断开 肯定是 T2 断开你才希望导通 T1 T2 断开以后 电容的电位不是接到地上 而是接在 LOAD 这个地方 这个电容的 12V 电将给高侧的 DRIVE HI 这个模块进行供电 用来驱动 T1 就是这个电容现在充当了 高侧开关的驱动电源 那么这一点的电压到底是多少呢 不管是多少 它接在负载上 它总之会把源极电压抬升 12V 再来供电 这就是自举升压驱动的原理 我们下面讲解 P 型管驱动 位于书本的 5.4.3 节 P 型管驱动电路 适用于主电路电压不算高 但是驱动电平依然是浮动的这么一种现象 我们就可以尝试用 PMOS 来固定驱动电平 我们以 Buck 电路为例 这整个 Buck 电路的电压并不算高 就是 20V 这是个降压电路 所以它最高是 20V 但是这个 NMOS 管 它的源极电压 VF1 是浮动的 当开关导通的时候 它被接到了 20V 上 这点电压是 20V 当二极管导通的时候 它被接到了地,接近是 0V 所以虽然它电压不高 但是由于源极电压浮动 栅极依然不好去控制它 这个时候我们可以用 PMOS 换一个 PMOS 来代替 NMOS 作为开关管 那么这个时候对于 PMOS 来说 它的源极电压是固定的 20V 我的栅极电压 给 20V 的时候它是关断的 低于 20V 足够多 够门限电压以后它是导通的 我们还可以增加一个开关 T1 构成的反相器电路 这样可以让我们的控制信号 并不需要在 0V、20V 之间切换 它用一个 TTL 电平 就可以达到这点输出电压 0V 和 20V 我们看电路仿真 VF1 的电平是浮动的 开关导通的时候 19.8 接近 20V SD1 导通的时候是 -256mV 为什么呢 二极管导通这是 0V 二极管导通管压降 所以这个电压就是略微有点负电压值 控制信号是 5V TTL 电平 5V,50% 占空比 输出电压 50% 占空比,20V Buck 电路输出电压 10V 符合理论值 栅极控制电压在 0V 和 20V 之间浮动 因为我采用了一个反相器 这是 PMOS 构成的 Buck 电路 对于桥式电路也可以用 PMOS 对于总电压 200V 以下的桥式电路 我们也可以用 P 型管 来代替 N 型管的方法来驱动 高侧换成 PMOS 我们特别要注意 构成反相器的开关 T5 和 T6 的耐压值 你也得满足 PVCC 电压等级才可以 本课小结 自举升压驱动的原理 对于半桥电路来说 如果我先开通低压桥臂 就可以让 12V 电源对 自举升压电容 C 进行充电 那么当 T2 断开以后 C 上面充的 12V 电的电平就自动往上浮动 它总之就是个 12V 电源 来给高压桥臂的电源模块进行供电 这就是自举升压驱动原理 P 型管驱动原理 即使对于电压不高的电路 比如 Buck 电路 它的开关的源极 VF1 电压是浮动的 所以我们很难给栅极一个合适的电位 来进行驱动 这样的话我们可以用 PMOS 来代替 NMOS PMOS 的源极在这 它的电位是固定的 20V 我们用一个反相器 做出一个 0V 和 20V 的控制信号 就可以实现 对 PMOS 的可靠开通与关断控制 这就是 PMOS 管代替 NMOS 的驱动原理 这节课就到这里

我们接着讲自举升压驱动

位于书本的 5.4.2 节

自举升压驱动它不是靠隔离方案

来解决驱动电位差的

它是依靠一个叫自举电容

对它进行充电

充电以后把电容等效为电池的方法

实现电位抬升

由于自举电容它必须时常充电

它并不是一个真正的电池

所以它只适用于

高低侧开关交替导通的场合

我们来看 TI 的 UCC27200

这是一个典型的自举升压驱动芯片

内部集成了快恢复二极管

它用来控制一个半桥

上下桥臂 T1、T2

低侧开关必须先导通

当 T2 导通以后

12V 电源通过二极管

对自举升压电容 C 进行充电

充上 12V 电

那么而后 T2 断开

肯定是 T2 断开你才希望导通 T1

T2 断开以后

电容的电位不是接到地上

而是接在 LOAD 这个地方

这个电容的 12V 电将给高侧的

DRIVE HI 这个模块进行供电

用来驱动 T1

就是这个电容现在充当了

高侧开关的驱动电源

那么这一点的电压到底是多少呢

不管是多少

它接在负载上

它总之会把源极电压抬升 12V 再来供电

这就是自举升压驱动的原理

我们下面讲解 P 型管驱动

位于书本的 5.4.3 节

P 型管驱动电路

适用于主电路电压不算高

但是驱动电平依然是浮动的这么一种现象

我们就可以尝试用 PMOS

来固定驱动电平

我们以 Buck 电路为例

这整个 Buck 电路的电压并不算高

就是 20V

这是个降压电路

所以它最高是 20V

但是这个 NMOS 管

它的源极电压 VF1 是浮动的

当开关导通的时候

它被接到了 20V 上

这点电压是 20V

当二极管导通的时候

它被接到了地,接近是 0V

所以虽然它电压不高

但是由于源极电压浮动

栅极依然不好去控制它

这个时候我们可以用 PMOS

换一个 PMOS

来代替 NMOS 作为开关管

那么这个时候对于 PMOS 来说

它的源极电压是固定的 20V

我的栅极电压

给 20V 的时候它是关断的

低于 20V 足够多

够门限电压以后它是导通的

我们还可以增加一个开关 T1

构成的反相器电路

这样可以让我们的控制信号

并不需要在 0V、20V 之间切换

它用一个 TTL 电平

就可以达到这点输出电压 0V 和 20V

我们看电路仿真

VF1 的电平是浮动的

开关导通的时候 19.8 接近 20V

SD1 导通的时候是 -256mV

为什么呢

二极管导通这是 0V

二极管导通管压降

所以这个电压就是略微有点负电压值

控制信号是 5V

TTL 电平 5V,50% 占空比

输出电压 50% 占空比,20V

Buck 电路输出电压 10V

符合理论值

栅极控制电压在 0V 和 20V 之间浮动

因为我采用了一个反相器

这是 PMOS 构成的 Buck 电路

对于桥式电路也可以用 PMOS

对于总电压 200V 以下的桥式电路

我们也可以用 P 型管

来代替 N 型管的方法来驱动

高侧换成 PMOS

我们特别要注意

构成反相器的开关 T5 和 T6 的耐压值

你也得满足 PVCC 电压等级才可以

本课小结

自举升压驱动的原理

对于半桥电路来说

如果我先开通低压桥臂

就可以让 12V 电源对

自举升压电容 C 进行充电

那么当 T2 断开以后

C 上面充的 12V 电的电平就自动往上浮动

它总之就是个 12V 电源

来给高压桥臂的电源模块进行供电

这就是自举升压驱动原理

P 型管驱动原理

即使对于电压不高的电路

比如 Buck 电路

它的开关的源极 VF1 电压是浮动的

所以我们很难给栅极一个合适的电位

来进行驱动

这样的话我们可以用 PMOS 来代替 NMOS

PMOS 的源极在这

它的电位是固定的 20V

我们用一个反相器

做出一个 0V 和 20V 的控制信号

就可以实现

对 PMOS 的可靠开通与关断控制

这就是 PMOS 管代替 NMOS 的驱动原理

这节课就到这里

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隔离驱动(三)

所属课程:电子电路基础知识讲座 发布时间:2016.07.01 视频集数:79 本节视频时长:7:40
本次课程由TI邀请青岛大学傅强老师录制,深入浅出的介绍了与电源技术相关的基础性知识,帮助大家更深入的了解产品,更轻松的进行产品的选型和设计。

跟帖17人跟贴

  • 那为女老师,,,视频中,,就只读,没有听见解释,,,就是在读书。。。 路人德子 2018-03-22 23:27
  • 很好的课程 昊430 2018-03-17 11:22
  • 讲得真的很细致,会继续支持的 1419189973 2017-12-03 13:58
  • 不错,准备全部看一遍的 kk的回忆 2017-11-25 15:08
  • 非常好,再温习一下基础,受益匪浅! 645106160 2017-11-08 08:12
  • 课程很不错 yangweiping 2017-11-06 19:45