增加負壓驅動電路的工作原理

增加負壓驅動電路工作原理

IR21814后面接推挽放電電路。不同的是，為了MOS管的可靠關斷，在推挽后面增加負壓電路，C338/D318和C340/D322。當DCPWM1A輸入為高電平時，推挽輸出高電平信號DCDC_DRA以驅動MOS管， 此時電源VCC_FAN按照下圖紅色路徑對電容C338充電（被3.3V的穩壓管D318鉗位），1端電壓比2端高3.3V。MOS管關斷時，驅動電壓通過下圖藍色路徑放電。在MOS關斷期間，C338上儲存的電荷對驅動形成負壓，保證MOS管的可靠關斷，防止誤開通。

MOS管開通時的充電電阻、關斷時的放電電阻根據所選的MOS管選擇，并結合實際調試情況決定。是否增加MOS管的吸收電路根據所選擇MOS管的開關速度決定，一般來說，開關速度較快的MOS管需要增加吸收電路。

圖1 驅動電路原理圖

1. 有負壓的驅動電路工作原理

如圖12所示，c340為隔直電容，當Q304導通，電源通過c340、r348向MOS管GS充電，同時電容c340兩端也累積電荷，在C340兩端形成左+右-的電壓，由于在GS并聯一電阻R178和R159（約4.7K），在Q304導通期間，將持續正向充電, 因為開關頻率較高，隨著工作時間的延長，C340兩端電壓的逐漸升高，

為了得到一持續的負壓，我們選擇并聯一齊納二極管D322，達到D322的穩壓值時3.3V，D322開始將C340箝位到3.3V電壓，此時加到MOS管兩端的電壓為：Vdrv=13.5V-3.3V=10.2V ，DCMOS開始導通；在MOSFET導通的時間里，驅動為持續高電平，由于R178的存在，穩壓管D322中會存在一個持續的Iz電流用以維持穩定的鉗位電壓；當Q304關斷、Q306開通，MOS管Cgs放電，c340反向充電，在關斷時產生約為：3.3V-0.7V=2.6V的負向電壓，保證MOS的有效關斷；經過若干個開關周期，c340兩端電壓達到穩定。為取得合適的驅動電平，在c340兩端并聯合適的穩壓二極管D322。

這個負壓電路，不僅可以提高驅動的可靠性，而且也降低了驅動的正電平，10V左右的電平驅動能過有效的減小驅動損耗，減小MOSFET的導通損耗，提高效率。

R388和C336組成的RC用來吸收高頻開關ds耦合到gs上的尖峰，防止驅動誤開通，RC的數值可以根據MOSFET的類型，PCB的走線，拓撲形式等調節大小或者去掉。

2. 隔直電容選擇

隔直電容一般在幾微法到幾十微法，需結合考慮驅動電流大小和負載阻抗的匹配，以及驅動開關頻率的范圍。與隔直電容匹配的負載阻抗，需注意MOS管GS并聯電阻，若無該電阻，則不能實現隔直的效果。

由于DCDC開關頻率為80k~250kHz，隔直電容和后面MOSFET的GS端的并聯電阻組成的高通濾波器的截止頻率應該遠低于DCDC的開關頻率（至少10倍），即

才能保證驅動高頻的驅動信號能夠傳遞，另外，若隔直電容太小，則當驅動關斷時，GS間電容放電時，隔直電容則容易被反向充電，鉗位二極管不能起到很好的鉗位作用。由于我們采用的是47N60CFD，根據datasheet，Qgs=54nC，假設我們希望鉗位電壓的穩壓精度在1%（我們采用的為3.3V穩壓管），則隔直電容的大小至少為

我們取2.2uF，隔直電容取的太大則會影響電容電壓建立的時間，時間太長，則會影響模塊的可靠性。