MOS自举式驱动电路原理 mos管工作原理 _小知识

mos管工作原理(MOS自举驱动电路原理) 。
电机控制中使用的MOS电路基本都是桥式逆变拓扑，但目前这一场景中专门使用的驱动芯片很多，基本都集成了内部最关键的驱动和控制结构，所以我们只要按照推荐的外围电路搭建就可以完美使用。

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【MOS自举式驱动电路原理 mos管工作原理】电路原理:
如上图Q1和图Q2所示，作为上下管工作时只能导通一根管，同时导通会导致电源直接对地短路，直接爆管。VS连接到负载，电压浮动。下管打开时，VS拉至GND，也可以是负压VN；当上管接通时，VS被拉到DC电源的主电压。
驱动金属氧化物半导体晶体管完全导通的电压约为15V，即金属氧化物半导体晶体管的栅极之间应保持约15V的稳定电压差。由于VS端是浮动的，所以Q1的栅极电压也应该叠加在VS上，并随着VS的变化而变化，这样VGS的电压差总是稳定的，从而正常驱动上MOS晶体管。如何保持这个压差取决于自举电容Cboot和自举二极管Dboot 。
电路分析:
当下管Q2接通时，自举电容器立即被电源电压VDD通过自举二极管充电。
驱动上管Q1开启时，驱动芯片内部结构如下图所示，也是一组上下MOS控制资源网络输出驱动器。通过导通内部上MOS，自举电容给外部上管驱动GS供电，当其关断时，内部下MOS导通，使驱动外部MOS管GS的寄生电容有放电路径，从而达到快速关断的目的。(电阻Rboot的作用是限制充电周期内的电流，二极管Db资源网oot的作用是防止上管完全导通时电容通过电源电路放电。).

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这是整个电路的基本原理，但也有两个问题:
1.自举电容在初始启动和充电时受到限制。
启动时，在某些条件下，自举二极管可能处于反向偏置，上管Q1导通时间不足，自举电容无法保持所需电荷，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，上电时给自举电阻充电可以解决这个问题。

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2.VS端子产生负压。
当上管断开时，我们的负载电机的线圈会产生感应电动势，线圈中的电流会阻止电流减小，所以它会瞬间切换到下管的体二极管上续流。寄生电感Ls1和Ls2存在时，VS会感应出负压，为VS=-Ls*di/dt，其幅度取决于寄生电感Ls 。

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如果VS的幅度太大，就会出现三个问题。
①自举电容过压；Cboot的压降等于VDD-VS，VS为负压，也就是负压越大，电容两端的电压差越大。
②当负压超过驱动芯片的极限电压时，芯片也会损坏。
③上管Q1的Vgs = VG-VS，因为此时上管关断，Vg=0，意味着Vgs的幅值等于VS的绝对值，当这个值超过MOS管的阈值电压时，上管导通，然后上下管同时导通，管爆裂。
解决办法
(1)自举二极管前的限流电阻不宜过大，一般为5-10，用于限制自举电容的充电电流，防止充电时电流受损，同时缓解VS端负压带来的影响。资源自举电容还可以并联一个齐纳二极管，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。
②可以在下管Q2的DS之间并联一个低压降的肖特基二极管。上管关断时，VS产生的负压会被夹住，管的压降一般为0.7V，VS的负压限制在-0.7V..
总结:
1.由于上管的启动需要自举电容对其放电，为了保证上端的正常切换，需要调整PWM，为自举电容预留充电时间。
2.一般来说，自举电容的值应为无感或低感。此外，PCB布局上的充放电电路应尽可能短，以减少布线的寄生电子管，避免LC振荡。
3.自举二极管Dboot通常考虑导通电流和反向耐受电压。自举二极管用于给自举电容充电。上管导通时，承受与MOS管漏极相同的电压，因此二极管的反向电压大于电源电压。如果VS为负压，则反向耐受电压> VP+负压电压之和。一般选择反向耐压和反向恢复时间性能好的快恢复二极管。