MOSFET

隔离驱动（三）

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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