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MOS驱动

 朱子俊 2023-05-18 发布于江苏

一、为什么要自举升压

下图MOS的Vgs(th)=10v;

对于下管,由于S接地,只需要给G端12v,则下管就可以导通。

对于上管如果G给12v电压,上管导通后,电源VM就会加载在S端,此时Vgs=12-VM(12v)=0V,则MOS就会关断,也就是说上管MOS在导通的瞬间就会关断。

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所以12V驱动上管是行不通的,需要自举升压电路,不会因为上管导通后S端电压升高而关断。这就需要G端电压始终比S端电压高12v,以确保上管能够持续导通。

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二、自举升压电路驱动

下图是分立元件搭建的自举升压电路,C3为自举电容,电容的右端称为Vs(浮地),电容左端称为VB(Vboost)

1.MOS管Q开通时

假设自举电容在上个周期已经充满电,14v。

当PWM为1时,Q1导通,使得C端的电压为低,从而使得Q2的B端电压也为低,Q2导通。此时Q2的E端电压为14v,经过Q2,D2,R4,到达MOS管G端电压约为12v(所以自举电源的电压需要比MOS驱动电压高约2v)。这样MOS管Q就导通。此时Q3的B端电压高于E端,Q3关断。MOS管Q导通后,VM就直接加在Q管的S端,而S端由于电容右端相连,所以自举电容C3右端被抬高到24v。由于电容两端电压不能突变,所以电容左边的电压也会被抬高=14v+24v=38v。这个38v会经过Q2,D2,R4持续给MOS管Q的G端供电。这样就达到了MOS管Q的S端和G端同时被抬高24v,且Vgs=12v。

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2.MOS管Q关断时

当PMW由1变为0时,Q1断开,Q2的BE没有了电流路径,Q2断开。此时自举电容的泄放路径就被切断了。由于MOS管Q的G端12电压会让Q3导通,Q3导通后,12V电荷很快被释放掉(Cgs的电压),则MOS管Q的Vgs=0,Q管关断。

由于电机M是感性负载,电流会续流向右,电流通过MOS管q的体二极管续流,此时自举电容右端电压为-0.7v,则自举电容C3起不了升压作用,二极管D1导通,14V电源通过D1给自举电容C3充电。充电过程很快完成(VC3=14v),PMW继续从0切换到1继续前面的循环。

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