ブートストラップ回路機能

ゲートドライバのブートストラップコンデンサについて質問がありました。まず、ハイサイドドライバゲートの電圧をドレインの電圧よりも約10〜15ボルト高くする必要があるため、ブートストラップコンデンサが使用されます。ただし、入力電源が約20 Vで、ゲート電圧がソース電圧よりも高くない場合。オンにすることは可能ですか？

次に、NチャネルFETをオンにするには、ソース電圧よりも高いゲート電圧が必要です。どうすればいいの？ゲート電圧は15V以上を供給できませんよね？入力電源も約20Vを供給している場合、それをオンにすることはできますか？

@ sean900911最初の質問では、' tは、'制御しようとしているMOSFETのタイプ（NチャネルまたはPチャネル）を指定しました。答えはタイプによって異なります。 2番目の質問では、最大ゲート-ソース間電圧は、制御しようとしている'特定のNチャネルMOSFETによって異なります。詳細を追加してください。

回答

説明を簡単にするために、ここに典型的な図を示します。ブートストラップゲートドライバ。おそらく、OPは実際の回路図を投稿できます。

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写真のICは

FAN7842 。次の図は、FAN7842自体のブロック図です。

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ブートストラップゲート駆動回路は、HブリッジおよびハーフブリッジMOSFETトポロジで使用されます。ブートストラップゲート駆動回路の全体的な考え方は次のとおりです。

初期条件：Q1がオフ、Q2がオン、Q2のゲートはV _ccにあります。
ブートストラップコンデンサC _bootは下側のMOSFETQ2が導通していて、上側のMOSFET Q1のソースが低電位（V _S1 ≈ 0）のときに充電されます。C_ブートはVから充電されます_ccからD _bootまで。
ここで、ブリッジを流れる電流の方向を変更する必要があります。 Q2は、ゲートをローに駆動することでオフになります。Q1のソースはグランドに接続されなくなり、浮き上がります。その結果、V _S1 V _cc 。C_bootは当分の間充電されたままです。D_bootはV _ccへの放電を防ぎます。C_boot Q1のゲートの駆動にはまだ使用されていません。
Q1のゲート駆動回路はIC内部にあります。この特殊なゲート駆動回路はVccに接続されていません。これは、C _bootによってのみ電力が供給されます。また、C _bootの値は、Q1のゲート容量（C _boot）よりも大きくなるように選択されます。 > C _ゲート）。これで、Q1は、そのゲートを充電済みのC _bootに接続することでオンになります。ゲート容量はC _bootから充電され、ゲート電圧が上昇します。
最後に、Q1は、ゲートをソースに接続することによってオフになります。 Q2は、ゲートをV _ccに駆動することでオンになります。このサイクルは、再び繰り返すことができます。

以下は、ゲート駆動波形のオシロスコープのスクリーンショットです。上記のFAN7842回路ではなく、私自身の回路の1つで撮影されました。ただし、原理は同じです。

ゲート駆動信号はHブリッジ電源電圧を上回ります。V_{cc <この回路では/ sub> = 12Vです。波形では、ゲート信号のハイ状態とHブリッジ電源電圧の差です（D _bootダイオードの両端の電圧降下を差し引いたもの）。。}

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ブートストラップゲート駆動回路の重要な点は、デューティサイクルをD

チャージポンプの電圧ダブラがどのように機能するかをすでに知っている場合は、ブートストラップゲートの駆動回路が多少似ていることに気付くでしょう。

回答

あなたの関心は十分に正当化されています：ゲートに非常に高い電圧が必要な場合、ハイサイドN-MOSをオンにする方法は？

ある時点で、誰かが最初に別の回路（トランジスタをオンにするのに十分なVgs、この場合は約15V）でコンデンサを充電し、次にそれを「充電」回路から切断するという素晴らしいアイデアを思いつきました。（コンデンサは切断されても電荷を保持することに注意してください）、次に、オンにするトランジスタのゲートとソースの間に配置します。トランジスタをオフにするときは、コンデンサをゲートから取り外し（ゲート容量を放電する抵抗を残している可能性があります）、オンに戻すときはこのプロセスを繰り返すことができます。

これは本質的にドライバ回路が行うことであり、このブートストラップコンデンサの充電/切断/接続を正確に行う方法の詳細については、ニックの回答を参照できます。

その理由ブートストラップ容量は、トランジスタのゲート容量よりも大きくする必要があります。これは、C _BOOTがゲート容量を充電しているため、電圧が低下しすぎないように十分な充電が必要です。そうしないと、トランジスタがオンになりません。

100％のデューティサイクルでこれが機能しない理由は、R ₂やその他のリークのためにCbootが最終的に放電されるためです。関与します。

回答

このmosfetドライバーははるかに優れており、立ち上がり時間が非常に短くなります。ファンと比較して http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX15018-MAX15019.pdf

このICへの供給電圧はMOSFETの最大ゲート電圧です（それより2ボルト低くしてください）

これにも内部ダイオードがあります

ブートコンデンサを使用するだけです

MOSFETドライブを選択する際に考慮すべき事項1）nチャネルまたはpチャネルMOSFET（電源の下側のnチャネル正側のpチャネル）

2）vgs（nチャネルのゲートをオンにするために必要な電圧pチャネルの正で負の値）

3）出力の抵抗（これは、MOSFETの内部抵抗が出力抵抗の10分の1であるために必要です。そうでない場合、MOSFETは多くの電力を消費します）

4）それが依存するスイッチング周波数MOSFETのドライバ立ち上がり時間とゲート容量について。通常、すべてのMOSFETドライバは、立ち上がり時間とゲート容量に関するデータを提供します

5）高電圧の場合、ブートストラップnチャネルが使用されます（通常は25v以上）。必要なものはデータシートに記載されており、配線すると機能します

@Kortukコンデンサチャージポンプ回路の背後にある考え方コンデンサは（比較的低い）電圧V1に充電されます。次に、コンデンサの負側が別の電圧V2に接続されます。その結果、回路はV1 + V2を生成できます。このアクションはブートストラップ回路にも存在します。

@Kortuk降圧回路にはインダクタ（およびブースト）があります。また、生成しようとしています。ゲート駆動信号。電源電圧よりも高くなります。少し異なりますが、NチャネルMOSFETのゲートを降圧するためにブートストラップゲート駆動回路が使用される場合があります。

ああ、くだらない、Iどの接続を読み間違えたかを見ただけです。ジッピーのせいです。コメントを削除します。ローサイドはどこか別の場所にあると思いました。本当に素晴らしいです。

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