게이트 드라이버의 부트 스트랩 커패시터에 대해 질문이있었습니다. 첫째, 하이 사이드 드라이버 게이트의 전압이 드레인의 전압보다 약 10 ~ 15V 높아야하기 때문에 부트 스트랩 커패시터가 사용됩니다. 그러나 입력 공급이 약 20V이고 게이트 전압이 소스 전압보다 높지 않은 경우. 켤 수 있습니까?
둘째, N- 채널 FET를 켜려면 소스 전압보다 높은 게이트 전압이 필요합니다. 어떻게 이럴 수있어? 게이트 전압은 15V 이상을 공급할 수 없습니다. 내 입력 공급 장치도 약 20V를 제공하는 경우 켤 수 있습니까?
댓글
- @ sean900911 첫 번째 질문은 다음과 같습니다. ' 제어하려는 MOSFET 유형 (N- 채널 또는 P- 채널)을 ' 지정하지 않았습니다. 대답은 유형에 따라 다릅니다. 두 번째 질문의 경우 최대 게이트 소스 전압은 제어하려는 특정 N- 채널 MOSFET에 따라 달라집니다. ' 자세한 내용을 추가하세요.
답변
설명을 쉽게하기 위해 일반적인 부트 스트랩 게이트 드라이버입니다. 아마도 OP는 실제 회로도를 게시 할 수 있습니다.
그림의 IC는
FAN7842 . 다음 그림은 FAN7842 자체의 블록 다이어그램입니다.
부트 스트랩 게이트 구동 회로는 H- 브리지 및 하프 브리지 MOSFET 토폴로지와 함께 사용됩니다. 부트 스트랩 게이트 구동 회로의 전반적인 아이디어는 다음과 같습니다.
- 초기 조건 : Q1이 꺼져 있습니다. Q2가 켜져 있습니다. Q2의 게이트는 V cc 에 있습니다.
- 부트 스트랩 커패시터 C boot 는 하위 MOSFET Q2가 전도되고 상위 MOSFET Q1의 소스가 낮은 전위 (V S1 ≈ 0)에있을 때 충전됩니다. C boot 는 V에서 청구됩니다. cc 에서 D boot 까지.
- 이제 다리를 통과하는 전류의 방향을 바꿔야합니다. Q2는 게이트를 로우로 구동하여 꺼집니다. Q1의 소스는 더 이상지면에 연결되어 있지 않고 부유합니다. 결과적으로 V S1 V cc . C boot 는 당분간 충전 된 상태로 유지됩니다. D boot 는 V cc 로 방전되는 것을 방지합니다. C boot Q1의 게이트를 구동하는 데 아직 사용되지 않았습니다.
- Q1의 게이트 구동 회로는 IC 내부에 있습니다. 이 특수 게이트 구동 회로는 Vcc에 연결되지 않습니다. C boot 에 의해 독점적으로 전원이 공급됩니다. 또한 C boot 의 값은 Q1의 게이트 커패시턴스보다 더 크게 선택됩니다 (C boot > C 게이트 ). 이제 Q1은 게이트를 충전 된 C boot 에 연결하여 켜집니다. 게이트 커패시턴스는 C boot 에서 충전되고 게이트 전압이 올라갑니다.
- 마지막으로 Q1은 게이트를 소스에 연결하여 꺼집니다. Q2는 게이트를 V cc 로 구동하여 켜집니다.이주기는 다시 반복 될 수 있습니다.
아래는 게이트 구동 파형의 오실로스코프 스크린 샷입니다. 위의 FAN7842 회로가 아닌 내 회로 중 하나로 촬영되었습니다.하지만 원리는 동일합니다.
게이트 드라이브 신호는 H- 브리지 공급 전압을 초과합니다. V cc = 12V이 회로에서. 파형에서 게이트 신호의 하이 상태와 H- 브리지 공급 전압 (D 부트 다이오드에서 강하를 뺀 값)의 차이입니다. .
부트 스트랩 게이트 드라이브 회로에 대한 중요한 점은 듀티 사이클이 D < 100 %. 100 %에서 작동하지 않습니다.
충전 펌프 전압 배가 작동 방식을 이미 알고 있다면 부트 스트랩 게이트 구동 회로가 다소 유사하다는 것을 알 수 있습니다.
댓글
- @Kortuk 커패시터 차지 펌프 회로 뒤에있는 아이디어 커패시터는 (상대적으로 낮은) 전압 V1로 충전됩니다. 그런 다음 커패시터의 음극 쪽이 다른 전압 V2에 연결됩니다. 결과적으로 회로는 V1 + V2를 생성 할 수 있습니다.이 동작은 부트 스트랩 회로에도 존재합니다.
- @Kortuk 벅 회로에는 인덕터 (부스트 포함)가 있습니다. 전원 전압보다 높은 게이트 드라이브 신호입니다. 약간 다른 참고 사항 : 때때로 부트 스트랩 게이트 드라이브 회로가 N 채널 MOSFET의 게이트를 벅으로 구동하는 데 사용됩니다.
- 오 이런, 나 방금 내가 잘못 읽은 연결을 봤습니다. 나는 jippie를 탓합니다. 내 댓글을 삭제합니다. lo 쪽이 다른 곳에 있다고 생각했습니다. 정말 대단했습니다.
Answer
당신의 집착은 정당합니다. 게이트에서 매우 높은 전압이 필요한 경우 하이 사이드 N-MOS를 켜는 방법은 무엇입니까?
어떤 시점에서 누군가는 먼저 별도의 회로 (트랜지스터를 켜기에 충분한 Vgs,이 경우에는 15V 정도)에서 커패시터를 충전 한 다음 “충전”회로에서 분리하는 멋진 아이디어를 가지고있었습니다. (커패시터는 연결이 끊어져도 전하를 유지한다는 점에 유의하십시오.) 켜질 트랜지스터의 게이트와 소스 사이에 배치하십시오. 트랜지스터를 꺼야 할 때가되면 커패시터가 게이트에서 제거되고 (게이트 커패시턴스를 방전하는 저항이 남을 수 있음) 다시 켜야 할 때 프로세스를 반복 할 수 있습니다.
이것은 본질적으로 드라이버 회로가하는 일이며,이 부트 스트랩 커패시터의 충전 / 분리 / 연결을 정확히 수행하는 방법에 대한 자세한 내용은 Nick의 대답을 참조 할 수 있습니다.
그 이유는 부트 스트랩 커패시턴스는 트랜지스터의 게이트 커패시턴스보다 커야합니다. C BOOT 가 게이트 커패시턴스를 충전하는 것이므로 너무 많은 전압이 떨어지지 않도록 충분한 충전이 필요합니다. 그렇지 않으면 트랜지스터가 켜지지 않습니다.
100 % 듀티 사이클에서 작동하지 않는 이유는 R 2 및 기타 누출로 인해 Cboot가 결국 방전되기 때문입니다.
답변
이 MOSFET 드라이버는 상승 시간이 매우 적습니다. 팬 http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX15018-MAX15019.pdf
이 IC에 대한 공급 전압은 MOSFET 최대 게이트 전압 ( 2 볼트 이하로 유지)
또한 내부 다이오드도 있습니다.
부트 커패시터를 사용
고려할 MOSFET 구동 항목을 선택하는 동안 1) n 채널 또는 p 채널 mosfet (전원 공급 장치 하단의 n 채널 양극 쪽 p 채널)
2) vgs (n 채널의 게이트를 켜는 데 필요한 전압, p 채널의 경우 양의 값임)
3) 출력 저항 (이것은 MOSFET 내부 저항이 출력 저항보다 10 배 적어야하기 때문에 필요합니다. 그렇지 않으면 MOSFET이 많은 전력을 소비합니다)
4) 스위칭 주파수에 따라 달라집니다 MOSFET의 드라이버 상승 시간 및 게이트 커패시턴스. 일반적으로 모든 MOSFET 드라이버는 상승 시간 대 게이트 커패시턴스에 대한 데이터를 제공합니다.
5) 더 높은 전압의 경우 부트 스트랩 n 채널이 사용됩니다 (보통 25v 이상). p 채널의 경우 다른 모든 것을 전환하는 동안 게이트를 폭발시킬 수 있습니다. 데이터 시트 와이어에 필요한 것이 있으면 작동합니다