自举式驱动电路工作原理-matlab_simulink实例讲解书籍

2.1 自举栅极驱动技术 本节重点讲在不同开关模式的功率转换应用中，功率型 MOSFET 和 IGBT 对自举式栅极驱动电路的要求。当输 入电平不允许高端 N 沟道功率型 MOSFET 或 IGBT 使用 直接式栅极驱动电路时，我们就可以考虑自举式栅极驱 动技术。这种方法被用作栅极驱动和伴发偏置电路，两 者都以主开关器件的源极作为基准。驱动电路和偏置电 路都在相对于器件源极的两个输入电压之间摆动。但 是，驱动电路和它的浮动偏置可以通过低压电路实现， 因为输入电压不会作用到这些电路上。驱动电路和接地 控制信号通过一个电平转换电路相连。该电平转换电路 必须允许浮动高端和接地低端电路之间存在高电压差和 一定的电容性开关电流。高电压栅极驱动 IC 通过独特的 电平转换设计差分开。为了保持高效率和可管理的功 耗，电平转换电路在主开关导通期间，不能吸收任何电 流。对于这种情况，我们经常使用脉冲式锁存电平转换 器，如图 1 所示。 图 1. 高端驱动集成电路的电平转换器 2.2 自举式驱动电路工作原理 自举式电路在高电压栅极驱动电路中是很有用的，其工 作原理如下。当 VS 降低到 IC 电源电压 VDD 或下拉至地 时（低端开关导通，高端开关关断），电源 VDD 通过自 举电阻， RBOOT，和自举二极管， DBOOT，对自举电容 CBOOT，进行充电，如图 2 所示。当 VS 被高端开关上拉 到一个较高电压时，由 VBS 对该自举电容充电，此时， VBS 电源浮动，自举二极管处于反向偏置，轨电压 （低 端开关关断，高端开关导通）和 IC 电源电压 VDD，被隔 离开。 图 2. 自举式电源电路 UVLO R R S Q VB HO VS IN COM VDD Q1 Q2RG2 RG1 DBOOT CBOOT ILOAD RBOOT VDD LO HO VB VS