AN-6076 供高电压栅极驱动器IC 使用的自举电路的设计和使用准则
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一、概述高压栅极驱动IC自举电路是一种常用于驱动MOSFET等功率器件的电路,其设计与应用对于提高系统的性能和稳定性具有重要意义。
本文将从基本原理、设计要点和实际应用等方面,对高压栅极驱动IC自举电路进行全面系统的介绍和分析,旨在为工程师和研究人员提供一份全面且实用的指南。
二、基本原理1. 高压栅极驱动IC自举电路的概念高压栅极驱动IC(Integrated Circuit)自举电路是一种能够产生驱动信号所需的高压电源的电路,通常用于驱动功率开关器件(如MOSFET、IGBT等)。
2. 自举电路的工作原理自举电路通过外部电容器储存电荷,在需要驱动时将这部分电荷释放,从而形成高压供电。
该电路能够有效地提供驱动信号所需的高电压,同时具有简单、高效等特点。
三、设计要点1. 电容器的选择在设计高压栅极驱动IC自举电路时,电容器的特性对电路的性能具有重要影响。
电容器的选择应考虑其容量、工作电压和频率特性等。
2. 电源管理电路自举电路需要有稳定可靠的电源管理电路,来保证其供电过程的稳定性和可靠性。
在设计时应选用合适的稳压器、电源管理IC等器件。
3. 驱动信号的匹配高压栅极驱动IC自举电路应能够有效地匹配待驱动器件的输入电压和电流要求,以确保系统的性能和稳定性。
四、实际应用1. 在功率电子系统中的应用高压栅极驱动IC自举电路广泛应用于各种功率电子系统中,如电源逆变器、电机驱动器、变流器等。
2. 在新能源领域的应用随着新能源技术的快速发展,高压栅极驱动IC自举电路在太阳能、风能等领域得到了广泛的应用,为新能源系统的高效工作提供了重要支持。
五、总结高压栅极驱动IC自举电路作为一种常见的功率器件驱动方案,在现代电子系统中具有重要的应用价值。
本文通过对其基本原理、设计要点和实际应用进行了全面介绍,旨在帮助读者更好地了解和应用这一技术,并在实际工程中取得更好的效果。
文章的篇幅可能不足3000字,需要根据实际情况继续扩展内容。
驱动高压浮动MOSFET的自举电容设计
刘桂英;成叶琴;周琴
【期刊名称】《上海电机学院学报》
【年(卷),期】2009(012)003
【摘要】介绍高压浮动MOSFET自举驱动电路的工作原理和高压驱动芯片的内部原理;讨论影响自举电容设计的各种因素,并给出自举电容的计算公式.通过实例,以测试波形来证明设计结果的准确性,表明其具有实际应用价值.
【总页数】4页(P190-193)
【作者】刘桂英;成叶琴;周琴
【作者单位】上海电机学院,电气学院,上海,200240;上海电机学院,电气学院,上海,200240;上海电机学院,电气学院,上海,200240
【正文语种】中文
【中图分类】TN86;TN712
【相关文献】
1.MOSFET驱动中自举电路的可靠性设计 [J], 郭夏;宋莹君;张春雷;
2.自举电路在MOSFET驱动中的应用 [J], 顾建平;夏春燕
3.高压浮动MOSFET栅极驱动器原理及应用 [J], 樊晓光;孙卫
4.高压浮动MOSFET栅极驱动技术 [J], 李正中;孙德刚
5.自举高端驱动浮动地负过冲闭锁问题 [J], 王友军
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工程师经验之高压栅极驱动器自举电路设计引言高压栅极驱动器是一种用于驱动功率MOSFET或IGBT的电路,它能够产生高达几百伏甚至上千伏的栅极驱动电压。
高压栅极驱动器自举电路设计是工程师在高电压驱动应用中常遇到的问题之一,本文将从设计的步骤、原理和注意事项等方面进行介绍。
设计步骤设计高压栅极驱动器自举电路需要经过以下几个步骤:1.确定需求:首先需要明确所驱动的功率MOSFET或IGBT的工作电压范围以及其所需的栅极驱动电流。
这将有助于确定设计参数,如输出电压和电流。
2.选择元件:选择适合的电容器和二极管。
电容器应具有较高的工作电压和适当的电容值,以满足输出需求。
二极管应具有较高的反向电压和快速恢复特性。
3.设计方案:根据需求和所选元件,设计自举电路的基本方案。
常用的自举电路方案包括简单的单极性自举电路和更复杂的双极性自举电路。
其中,单极性自举电路是最简单的方案,但它不能提供负电压输出;而双极性自举电路可以提供正负电压输出,但相对复杂一些。
4.电路分析:对所选方案进行电路分析,计算理论值和估算实际性能。
这将涉及到电荷注入和放电过程的计算,以及电容器和二极管的工作特性等。
5.仿真验证:使用电路仿真软件验证设计。
通过仿真可以检验设计的正确性,优化参数设置,并评估电路性能。
6.确定元件参数:根据仿真结果和实际需求,确定具体的元件参数。
例如,电容器的容值和电阻值,二极管的反向电压和反向恢复时间等。
7.原理图和PCB设计:根据元件参数,绘制高压栅极驱动器自举电路的原理图,并设计相应的PCB版图。
原理图和PCB设计应满足高电压和高电流的要求,如高电压间隔和大电流走线等。
8.制作和测试:将设计的原理图和版图制作成实际的电路板,并进行测试和调试。
测试应包括输出电压和电流的测量、电路的稳定性和可靠性等。
注意事项在设计高压栅极驱动器自举电路时,需要注意以下几个方面:1.安全性:高压栅极驱动器自举电路涉及到高电压和高电流,所以在设计和制作时,必须严格遵守安全规范,如使用高压绝缘材料和设备,确保安全接地等。
自举电路百科名片自举电路也叫升压电路,利用自举升压二极管,自举升压电容等电子元件,使电容放电电压和电源电压叠加,从而使电压升高.有的电路升高的电压能达到数倍电源电压。
举个简单的例子:有一个12V的电路,电路中有一个场效应管需要15V的驱动电压,这个电压怎么弄出来?就是用自举。
通常用一个电容和一个二极管,电容存储电压,二极管防止电流倒灌,频率较高的时候,自举电路的电压就是电路输入的电压加上电容上的电压,起到升压的作用。
自举电路只是在实践中定的名称,在理论上没有这个概念。
自举电路主要是在甲乙类单电源互补对称电路中使用较为普遍。
甲乙类单电源互补对称电路在理论上可以使输出电压Vo达到Vcc的一半,但在实际的测试中,输出电压远达不到Vcc的一半。
其中重要的原因就需要一个高于Vc c的电压。
所以采用自举电路来升压。
常用自举电路(摘自fair child,使用说明书A N-6076《供高电压栅极驱动器IC使用的自举电路的设计和使用准则》)P 沟道高端栅极驱动器直接式驱动器:适用于最大输入电压小于器件的栅-源极击穿电压。
开放式收集器:方法简单,但是不适用于直接驱动高速电路中的MOSFE T。
电平转换驱动器:适用于高速应用,能够与常见P WM 控制器无缝式工作。
N 沟道高端栅极驱动器直接式驱动器:MOSFEF最简单的高端应用,由PWM 控制器或以地为基准的驱动器直接驱动,但它必须满足下面两个条件:VCC<Vgs,max and Vdc<VCC-Vgs,miller浮动电源栅极驱动器:独立电源的成本影响是很显著的。
光耦合器相对昂贵,而且带宽有限,对噪声敏感。
变压器耦合式驱动器:在不确定的周期内充分控制栅极,但在某种程度上,限制了开关性能。
高侧mos自举电容原理高侧MOS自举电容原理引言在电源管理和驱动电路设计中,高侧驱动MOSFET(金属氧化物场效应晶体管)是一个常见的组件。
高侧MOS自举电容原理是其中一种常用的驱动方式。
本文将从浅入深,逐步解释高侧MOS自举电容的原理及其应用。
什么是高侧MOS自举电容原理?高侧MOS自举电容原理,简称自举电容原理,是一种通过利用电容放电和充电的方式,为高侧驱动MOSFET提供足够的驱动电压的方法。
自举电容原理的工作原理自举电容原理的核心是利用电容器的存储电荷,通过放电和充电的方式,提供足够的电压来驱动高侧的MOSFET。
具体工作原理如下:1.初始状态:当高侧的MOSFET关闭时,电容器通过一个集电极上的二极管D充电,电容器的两端电压为VCC。
2.开始导通:当控制信号使得高侧MOSFET导通时,电容器开始放电,同时形成反向偏压,使二极管D截止。
3.电容器放电:电容器通过R1电阻形成的电压分压,电容器的负极电压逐渐降低,直到达到门极-源极电压(VGS(th))。
4.电容器充电:当电容器的负极电压等于VGS(th)时,二极管D开始导通,电容器开始重新充电,电容器的两端电压逐渐恢复到VCC。
由于电容器的两端电压通过放电和充电的方式,能够保持在足够的驱动电压,自举电容原理可以为高侧驱动MOSFET提供可靠的驱动。
自举电容原理的应用自举电容原理常用于需要驱动高侧MOSFET的应用中,例如:•H桥驱动器:将自举电容原理应用在H桥电路中,可以实现高低侧MOSFET的驱动,用于直流电机驱动和电源逆变器等应用中。
•电源管理:在电源管理电路中,自举电容原理可以用来提供高侧开关的驱动电压,实现增强型开关电源的设计。
结论通过自举电容原理,我们可以利用电容器的放电和充电过程,为高侧MOSFET提供可靠的驱动电压。
它在驱动高侧MOSFET的应用中广泛使用,并在H桥驱动器和电源管理电路中发挥重要作用。
希望本文能够帮助读者理解高侧MOS自举电容原理及其应用,以及为相关电路设计提供指导。
什么是自举电路自举电路自举电路也叫升压电路,是利用自举升压二极管,自举升压电容等电子元件,使电容放电电压和电源电压叠加,从而使电压升高.有的电路升高的电压能达到数倍电源电压。
MOS管自举电路原理举个简单的例子:有一个12V的电路,电路中有一个场效应管需要15V的驱动电压,这个电压怎么弄出来?就是用自举。
通常用一个电容和一个二极管,电容存储电荷,二极管防止电流倒灌,频率较高的时候,自举电路的电压就是电路输入的电压加上电容上的电压,起到升压的作用。
自举电路只是在实践中定的名称,在理论上没有这个概念。
自举电路主要是在甲乙类单电源互补对称电路中使用较为普遍。
甲乙类单电源互补对称电路在理论上可以使输出电压Vo达到Vcc的一半,但在实际的测试中,输出电压远达不到Vcc的一半。
其中重要的原因就需要一个高于Vcc的电压。
所以采用自举电路来升压。
常用自举电路(摘自fairchild,使用说明书AN-6076《供高电压栅极驱动器IC 使用的自举电路的设计和使用准则》)the boost converter,或者叫step-up converter,是一种开关直流升压电路,它可以是输出电压比输入电压高。
假定那个开关(三极管或者mos管)已经断开了很长时间,所有的元件都处于理想状态,电容电压等于输入电压。
下面要分充电和放电两个部分来说明这个电路。
MOS管自举电容工作原理自举电容,内部高端MOS需要得到高出IC的VCC的电压,通过自举电路升压得到,比VCC高的电压,否则,高端MOS无法驱动。
自举是指通过开关电源MOS管和电容组成的升压电路,通过电源对电容充电致其电压高于VCC。
最简单的自举电路由一个电容构成,为了防止升高后的电压回灌到原始的输入电压,会加一个Diode.自举的好处在于利用电容两端电压不能突变的特性来升高电压。
举个例子来说,如果MOS的Drink极电压为12V,Source极电压原为0V,Gate极驱动电压也为12V,那么当MOS在导通瞬间,Soure极电压会升高为Drink减压减去一个很小的导通压降,那么Vgs电压会接近于0V,MOS在导通瞬间后又会关断,再导通,再关断。