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MOS自举驱动电路原理

发布时间:2024-10-23浏览:71

大家好,如果您还对MOS自举驱动电路原理不太了解,没有关系,今天就由本站为大家分享MOS自举驱动电路原理的知识,包括的问题都会给大家分析到,还望可以解决大家的问题,下面我们就开始吧!

电路原理:如上图所示,Q1、Q2作为上下管工作时,只能导通其中一管。如果同时打开,电源会直接对地短路,管子会爆炸。 VS接负载,电压浮动。下管导通时,VS拉至GND,也可以是负电压Vn;当上管导通时,VS被拉至直流源主电压。驱动MOS管完全导通的电压为15V左右,即MOS管的GS之间必须保持15V左右的稳定压差。由于VS端悬空,Q1的栅极电压也应该叠加在VS上,并随着VS的变化而变化,使VGS的压差始终稳定,从而可以正常驱动上MOS管。如何维持这个电压差需要自举电容Cboot和自举二极管Dboot。电路分析:当电流管Q2导通时,自举电容经过自举二极管,瞬间被电源电压VDD充电。

当驱动上管Q1导通时,驱动芯片内部结构如下图。也是一组上下MOS管来控制输出驱动器。通过内部上MOS导通,自举电容通过它给外部上管驱动器GS供电,并关闭内部下MOS导通时,有一个路径为外部MOS管GS的寄生电容放电,从而达到快速关机的目的。 (电阻Rboot的作用是在充电周期限制电流,二极管Dboot的作用是在上管全导通时防止电容通过电源电路放电)

整个电路的基本原理就是这样,但是有两个问题:

1、自举电容初始化和充电受限的问题

启动时,在某些条件下,自举二极管可能会出现反向偏置,上晶体管Q1的导通时间不足,自举电容无法保持所需的电荷,导致驱动能力不足。如图所示,在Vdc和自举电阻之间串联一个启动电阻Rstart,在上电时对自举电阻充电,可以解决这个问题。

2、VS端产生负压问题

当上管断开时,我们的负载电机线圈会产生感应电动势,线圈中的电流会阻止电流减小,所以会瞬间切换到下管体二极管上的续流电流。由于寄生电感Ls1和Ls2的存在,VS会感应出负电压。该值VS=-Ls*di/dt,幅度取决于寄生电感Ls。

如果VS幅度太大,会出现三个问题:

自举电容过压; Cboot的压降等于VDD-VS,VS为负电压,也就是说负电压越大,电容两端的压差越大。

当这个负电压超过驱动芯片的极限电压时,芯片也会被损坏。

上管Q1的Vgs=Vg-Vs。因为此时上管关闭,Vg=0,也就是说Vgs的幅度等于VS的绝对值。当这个值超过MOS管的阈值电压时,上管子就会导通。这时上下管会同时连接,管子就会爆裂。

解决办法自举二极管前面的限流电阻阻值不宜太大,一般为5-10,以限制自举电容的充电电流,防止充电时电流过大而损坏,同时时间来缓解VS端的负电压。造成的影响。自举电容还可以并联一个稳压二极管,以防止MOS管产生的浪涌电流造成损坏,同时使电容两端的电压更加稳定。

下管Q2的DS之间可并联一个低压降肖特基二极管。当上管关断时,VS产生的负电压将被钳位。一般管子的压降为0.7V。 VS 负电压限制为-0.7V。

总结:

1、由于开启上管需要自举电容对其进行放电,为了保证上端正常开关,需要调整PWM,为自举电容预留一段充电时间。

2、自举电容的值一般为无感或低感电容。另外,PCB布局上的充放电回路应尽可能短,以减少布线中的寄生电容,避免LC振荡。

用户评论

容纳我ii

看了下这篇文章,对MOS管的自举工作机制终于有了一个清晰的理解了!以前总觉得这种驱动方式很神奇,现在知道了原理后,觉得更加厉害了!感觉很有启发性,下次设计电路的时候可以参考一下。

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娇眉恨

这个电路的设计真的很巧妙,能用反馈的方式实现自举,省去了外部启动电压的需求,这在一些嵌入式系统中非常有用。文中解释得很清楚,我很容易的就理解了其中原理!

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忘故

MOS自举式驱动机制确实是个好东西,可以节省大量的电路资源和功耗,而且还是个稳定可靠的方案,文章讲解得干货满满!

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毒舌妖后

说实话,这篇文章写得太深入了。对于我这种新手来说,很多概念都理解不了,希望博主能再补充一些通俗易懂的解释,或者出一期入门级别的讲解视频更好!

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顶个蘑菇闯天下i

MOS自举式驱动电路在应用上真的很广泛,无论是高频开关还是低功耗系统都可以看到它的身影。这篇博文介绍的很详细,从原理到实现案例都有讲解,对我这种对嵌入式电路有所了解的人来说很有帮助。

    有17位网友表示赞同!

限量版女汉子

这篇文章让我突然想起以前学习半导体的知识,感觉MOS管的原理确实很酷炫!这个自举式驱动方式让我印象深刻,以后要是再接触到类似的电路设计,就可以运用这样的知识了。

    有13位网友表示赞同!

淡抹丶悲伤

文章讲解很棒!但能不能加上一些常见应用场景呢?比如在什么类型的设备中用得上这种自举式驱动电路? 这样更能帮助读者理解它的实际价值。

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玩味

MOS管的自举机制真是让人叹为观止,用如此简单的方式就可以实现复杂的控制功能。这篇文章让我对电子技术有了更深的认识!

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纯真ブ已不复存在

对于我这种不太懂电路原理的人来说,看本文还是有点吃力啊。希望博主可以加入一些图解或者动画演示,这样更容易理解!

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﹏櫻之舞﹏

感觉这篇博客写的非常专业,但是缺少了一些趣味性,或许可以加上一些小故事或者案例来吸引读者注意力?

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浅笑√倾城

虽然文章解释得挺清楚的,但我还是有点难以理解MOS管如何通过自举方式驱动信号。也许可以从更基础的原理开始讲解,循序渐进地帮助读者理解这个复杂的机制?

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歇火

对于研究嵌入式电路的人来说,这篇博客非常有用!它详细介绍了MOS自举式驱动电路的原理和实现方法,让我对这一技术有了更深入的了解。

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无所谓

文章写得很不错,内容实用的很,但是希望博主能将一些重要的概念用加粗或者强调的方式标注出来,方便大家快速掌握重点信息。

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々爱被冰凝固ゝ

我之前在学习电路设计的时候对MOS的自举式驱动机制感到困惑,看了这篇博客终于解开了我的疑问!文章的讲解非常清晰易懂,逻辑也很严谨。

    有18位网友表示赞同!

不离我

这篇文章让我对电子元件有了更深层的认识,原来MOS管还能用这样的方式来工作!感觉自己知识储备不足了,以后要多学习一些相关内容,才能跟上科技发展的步伐!

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我绝版了i

我觉得这篇博客的内容质量很高,很有价值。不过我希望博主可以提供更多关于实际应用的案例和实例,这样能帮助读者更好地理解MOS自举式驱动电路在实际工程中的运用。

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青墨断笺み

对于初学者来说,这篇文章可能稍微有些难懂. 希望后续博主能针对不同基础程度的读者发布更加细致的讲解.

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余笙南吟

文章讲得十分明白!之前我遇到类似的电路设计问题,一直苦于没有找到合适解决方案,现在看到这篇博客心里高兴极了!

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