[求助] 驱动

cxq742536574   2024-9-25 20:24 楼主

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这个驱动电路的工作原理是怎样的

回复评论 (10)

这个电路用于左边虚线框内的控制电路采用发射极单端输出情况,例如TL494(相当老的一种电源控制芯片)的输出就是单只三极管发射极输出。

点赞  2024-9-25 20:45

【这个驱动电路的工作原理是怎样的】

不结合虚线框内电路,很难理解Optianal三极管的作用。

点赞  2024-9-25 20:47
NMOS1.jpg
为解释首帖图中PNP三极管和该三极管基极-发射极之间二极管的作用,我在原图中添加控制芯片内部晶体管电路,如上图。

 

点赞  2024-9-26 11:16

4楼图中Q2位于控制芯片内部,Q2发射极到地的电阻通常位于芯片外部,需要用户自己接上。

功率MOS管门极与源极之间等效于一个电容,该电容是分布电容,可能包括米勒电容,虽然电原理图中通常不会把这个分布电容画出来。4楼图中画出了该电容,并用红色表示,标注为C。驱动MOS管的PNP三极管标注为Q1,该三极管基极-发射极之间的二极管标注为D。

点赞  2024-9-26 11:21

开关电源中一个非常重要的问题是开关速度,即从导通到关断或者从关断到导通的时间。因为从导通到关断或者从关断到导通MOS管工作于线性状态,管子的功率耗散很大,所以通常希望开关速度尽可能快一些,即线性工作的时间短一些,以降低功率损耗。但开关速度快了,又会造成EMI问题,即开关电源造成的对其它用电设备的干扰过大。所以,要在功率耗散和EMI之间找平衡,取折中。

原图中的电阻RGATE,数值通常不超过几十欧姆,可能不到十欧姆。使用这样一个小电阻,目的是与MOS管输入电容C构成一个RC低通电路,使MOS管开通稍缓慢,这样可以减小EMI,但会稍增加MOS管功率损耗。RGATE数值越大,MOS管开通越缓慢,MOS管上功率损耗也越大。

点赞  2024-9-26 11:43

现在我们看看虚线框内电路。Q2显然是个发射极输出电路,R是其发射极负载电阻。

通常模拟电路课程中都会告诉学生:因为存在强烈的负反馈,发射极输出电路的输出阻抗非常小,这没错。但是很多学生只记住了结论,忘记了结论正确的前提:Q2工作于线性状态。现在Q2工作可不是线性状态。

需要功率MOS管T导通时,Q2饱和导通(已经不是线性状态了),当需要T关断时,Q2关断(也不是线性状态)。负反馈在Q2饱和和关断状态下,根本就不存在。

点赞  2024-9-26 11:53

Q2饱和导通时内阻相当小,通常只有数欧姆。Q2关断时,内阻非常大(否则不能叫关断)。

MOS管导通,靠Q2导通为C充电到超过一定电压(通常需要数伏特甚至十多伏特)。这个充电过程所需要的时间差不多就是MOS管开通时间。由于Q2饱和导通时内阻很小,所以C充电很快,MOS管开通时间基本上由RGATE控制。

需要MOS管关断时,应该将MOS管输入电容C放电。这个放电过程所需要的时间差不多就是MOS管关断时间。

但是,如果没有Q1和D(T门极直接联接到RGATE),图中电容C放电必须通过电阻R。电阻R的数值却不能很小,通常至少数百欧。因为R比较小的时候,Q2饱和导通时电流非常大。举个数值例子:VDRV通常12V至15V,如果R为5欧,那么Q2导通时就要流过2A以上电流,R上耗散的功率为20W。不但芯片承受不起这么大的功率耗散,芯片内部的管子也不能承担这么大连续电流。

点赞  2024-9-26 12:06

因为电阻R不可能比较小,总要数百欧,所以没有Q1和D(T门极直接联接到RGATE)时,C放电相当慢。这会使MOS管T关断很慢,从而关断过程需要耗散很大的功率,这是不能接受的。

点赞  2024-9-26 13:46

有了二极管D和PNP三极管Q1后,MOS管输入电容C放电可以很快,也就是MOS管关断可以很快。

当Q2导通时,VDRV通过Q2、RGATE、D对MOS管输入电容充电。前面已经说明,Q2饱和导通时内阻很小,二极管D正向导通时内阻也很小,RGATE数值通常只有十欧甚至十欧以下,总电阻相当小,所以电容C充电很快,MOS管可以迅速开通。D对开通的影响非常小,而Q1发射结反偏,根本不起作用。

Q2关断时(电容C已经被充电),电容C放电。此时D反向关断,电流将通过Q1的发射结、RGATE、电阻R。通过Q1发射结的是Q1的基极电流。该PNP管Q1的电流放大倍数至少100倍,所以Q1导通,集电极流过100倍以上的基极电流,使C放电。于是Q2关断时,由于D和Q1的存在,使C快速放电,T迅速关断。

这就是该电路的【工作原理】。

点赞 (1) 2024-9-26 14:02

这个快速开关的原理讲得很清楚,还有一点不明白这个电路如何实现持续开通MOS管的,没有自举电路呢

点赞  2024-9-28 18:54
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