体系中接纳低端驱动器的罕见操纵-KIA MOS管

本文先容了一些在体系中接纳低端驱动器的罕见操纵。这些电源变压器的驱动器触及断绝的栅极MOSFET。将包含须要的计较和图形数据，以更好地展现所做的评价。

在很多中低功率操纵中，低侧（接地参考）MOSFET由PWM节制IC的输入引脚驱动，以切换理性负载。若是PWM输入电路可以或许以可接管的开关时候驱动MOSFET而不会耗散过量功率，则此处置计划是可以或许接管的。

跟着体系功率须要的增添，开关和相干驱动电路的数目也随之增添。跟着节制电路庞杂度的增添，由于接地和噪声题目，IC制作商省略板载驱动器变得愈来愈遍及。

当主要的是进步效力和进步电源VIN密度时，愈来愈多地操纵同步整流器（SR）取代规范整流器。断绝式功率级凡是在每一个整流歧路中供给数十安培的电流，以并联两个或多个低阻MOSFET，这些器件须要电流脉冲到达几安培才能在所需的100ns以下时候切换器件。

内部驱动器可以或许供给这些高电流脉冲，并供给一种完成时序以消弭纵贯并优化效力以节制SR操纵的体例。另外，驱动器可以或许将逻辑节制电压转换为最有用的MOSFET驱动电平。

低端驱动器还用于驱动变压器，这些变压器供给断绝的MOSFET栅极驱动电路或跨电源断绝边境的通讯。在这些操纵中，须要驱动法式来处置特定于变压器驱动的题目。

低端驱动法式，虽然凡是将其表现为抱负的电压源，它可以或许供给或接收由电路的串连阻抗肯定的电流，但现实上，驱动器可用的电流遭到分立或集成电路设想的限定。

本申明从操纵法式的角度回首了驱动法式的根基请求，而后研讨了在尝试室任务台上测试和评价驱动法式以后功效的体例。

钳位电感开关

图1中的简化升压转换器供给了具备钳位电感负载的典范电源电路的道理图。当MOSFET Q导通时，输入电压VIN施加在电感L两头，电流以线性体例回升，以将能量存储在电感中。

当MOSFET关断时，电感器电流流过二极管D1，并在电压VDC时将能量通报到COUT和RLOAD。假设电感器充足大，以在开关距离时代坚持电流恒定。

简化的升压转换器

MOSFET导通成为钳位电感负载的电路波形如图2所示。

MOSFET在理性负载下导通

图3表现在MOSFET导经由过程程的各个时候距离内激活的栅极电流途径。

MOSFET导通时代的电流途径

RG表现MOSFET内部栅极电阻与任何串连栅极电阻的串连组合。RHI代表驱动器的内部电阻，其有用值在全部开关距离内城市变更。

同步整流器操纵

用作同步整流器（SR）的MOSFET的开关距离与钳位理性负载的环境较着差别。图4显现了一个简化的正激转换器功率级，它具备一个同步整流器QSR取代了续流二极管。

简化正激转换器

在此示例中，节制电路天生的SR旌旗灯号超出断绝边境，以使同步整流器QSR坚持导通状况，而Q1处于断开状况。可是，SR旌旗灯号报命令QSR在Q1导通之前将其封闭，以向变压器施加正电压。图5显现了四个时候距离，用于申明同步整流器的关断挨次。

SR MOSFET关断

在关断之前，MOSFET经由过程电阻通道RDS传导负载电流IL，并且漏极至源极的电压为负。在图7（a）中，驱动器的输入为低电平，并且CGD和CGS的组合在以下给定的时候距离内并行放电：

t_ {off} =分数{Q_ {Q，SR}} {I_ {G}}

此中，将[tex] Q_ {Q，SR} [/ tex]界说为：

Q_ {Q，SR} =（C_ {GS} + C_ {GD，SR}）。V_ {DD}

团圆或集成驱动器

可以或许操纵作为预设想模块的团圆晶体管或集成电路处置计划来设想内部驱动器。要挑选处置计划，设想职员必须评价合作的尺寸，功效，本钱和要涵盖的操纵法式的全体规模。不管挑选哪一种驱动法式，都有一些配合的请求。

集成或团圆设想的驱动器须要一个本地旁路电容器来供给在开关距离时代传递的高电流脉冲，并且可以或许在驱动器和PWM电源VDD之间包含一个电阻。

凡是，驱动器接近MOSFET栅极-源极毗连时影响最大，以最大水平地减小寄生电感和电阻效应。

可以或许操纵双极型晶体管设想团圆处置计划，如图6所示。NPN/ PNP图腾柱具备由PWM输入驱动的同相设置装备摆设。该电路可避免双极性阶段的纵贯，由于一次只要一个图腾柱器件可以或许正向偏置。

在双极共射极设置装备摆设中，驱动旌旗灯号必须具备疾速边沿以供给疾速切换，并且应注重，MOSFET栅极在高电平或低电日常平凡未欧姆毗连至电源轨。

分立双极晶体管驱动电路

图7所示的PMOS / NMOS版本具备天然反相功效，是以须要反相器遵守PWM旌旗灯号极性。该电路供给了轨到轨操纵，可是纵贯是设想中必须斟酌的题目，由于当大众栅极节点电压处于VDD规模的中间局部时，两个器件都可以或许导通。

操纵分立驱动器体例会致使更多的组件，这须要更多的PCB板空间和更多的组装和测试时候。较高的组件数目可以或许致使更多的推销本钱和靠得住性题目。若是输入旌旗灯号来自逻辑电路或高压PWM，则分立驱动器须要附加电路以将逻辑电平转换为电源驱动电平。

集成电路驱动器除具备大的脉冲电流才能外，还具备其余主要上风。接纳3x3mm封装的新型集成双驱动器和接纳2x2mm封装的单个驱动器包含用于散热的散热垫。

与分立式处置计划比拟，这些器件所需的电路板空间更少，同时具备加强的散热机能，是以很是合适于最麋集的电源设想。集成到装备中的功效（比方使能功效和UVLO）可简化操纵并削减组件级设想。

为驱动器供给与TTL兼容的输入阈值已成为老例，该阈值可以或许接管从逻辑电平旌旗灯号到器件VDD规模的输入。操纵CMOS输入阈值（2/3 VDD =高，1 / 3VDD =低）的驱动器可以或许赞助加重噪声题目或在驱动器的输入端设置更精确的时序提早。

论断

低端驱动器用于驱动功率MOSFET，其操纵包含钳位理性负载开关，同步整流器电路和脉冲/栅极变压器驱动电路。在主要的MOSFET开关距离时代，已具体先容了栅极驱动电流与MOSFET开关和过渡距离的干系。

潜伏的驱动法式处置计划；包含分立组件，集成的PMOS / NMOS和复合驱动器在内的组件均颠末查抄。夸大了各类驱动器电路的一些非抱负特征。

不一个简略的同一体例来表征多种可用驱动器的输入电流接收和输入才能。本正文中先容的测试电路可用于研讨分立和集成电路驱动器的VOUT与IOUT才能，从而可以或许评价和比拟各类操纵中的驱动器。

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