功率驱动电路中元件的选择
自舉電路
由自舉電阻、自舉二極管和自舉電容組成。當下管開通時,Vcc給自舉電容充電;當下管關斷時,由自舉電容提供Vbs驅動上管開通。
1.自舉電容
下圖為等效模型
在一個開關周期內,由自舉電容提供給電路的電荷量(Qg*=功率器件的柵極電荷+驅動IC所需電荷,Ileak為驅動IC漏電流,Ts為周期時間)
開關開通時,通過自舉電阻給自舉電容充電的平均電流為:
即開關開通時,自舉電阻的平均電壓為:
在一個開關周期內,由自舉電容提供給高邊電路的電荷量(Qg為柵極驅動電荷,Ileak為漏電流,Toff為關斷時間)
Vbs的紋波幅度可以表示為
我們假設4倍的時間常數,可以使自舉電容充滿電。那么可以分為兩種情況,Ton < 4τ和Ton?≥ 4τ。
當時,
?當時,
還必須確定Vbsmax - Vdrop?≥?Vgemin。其中Vbsmax如下:
我們假設自舉電容足夠大,那么ΔVbs就可以忽略,即Vdrop = Vrboot。當我們確定Vdrop最大的可接受值后,則
?舉例:QG* = 40 nC, f = 20 kHz, Ileak = 200 μA, Rboot = 220 Ω, Vdrop= 2 V。即確定最小占空比為11%。那么我們分別去D=10% or D=30%, and Cboot = 47 nF or 1μF,來進行分析。
圖中可以看出,D > Dmin時,紋波較小。
綜上所述,選取自舉電容的步驟為:
(1)計算Vbsmax
(2)確定最大可接受的Vdrop
(3)計算Qtot
(4)計算Cboot。? 即,Cboot = Qtot / Vdrop
(5)驗證D。? ? ? ? ?即,Dmin > (4 * Rboot * Cboot) / Ts
?
2.自舉二極管
在高端器件開通時,自舉二極管必須能夠阻止高壓,并且應是快恢復二極管,以減小從自舉電容向電源Vcc的回饋電荷。還要考慮二極管的額定電流。
柵極電阻
1.柵極驅動電阻
首先確定上升時間T,再確定MOS管Qg。根據Q = I * T,計算I。柵極驅動電阻 = 柵極驅動電壓 / 柵極平均驅動電流。
2.柵極泄放電阻:5-10KΩ
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