直流电机驱动
驱动电路结构
下图中给出了驱动电路的电路图。驱动电路采用Totem输出结构设计,上拉驱动管为NMOS管N4、晶体管Q1和PMOS管P5。下拉驱动管为NMOS管N5。图中CL为负载电容,Cpar为B点的寄生电容。虚线框内的电路为自举升压电路。、
本驱动电路的设计思想是,利用自举升压结构将上拉驱动管N4的栅极(B点)电位抬升,使得UB》VDD+VTH ,则NMOS管N4工作在线性区,使得VDSN4 大大减小,最终可以实现驱动输出高电平达到VDD。而在输出低电平时,下拉驱动管本身就工作在线性区,可以保证输出低电平位GND。因此无需增加自举电路也能达到设计要求。
考虑到此驱动电路应用于升压型DC-DC转换器的开关管驱动,负载电容CL很大,一般能达到几十皮法,还需要进一步增加输出电流能力,因此增加了晶体管Q1作为上拉驱动管。这样在输入端由高电平变为低电平时,Q1导通,由N4、Q1同时提供电流,OUT端电位迅速上升,当OUT端电位上升到VDD-VBE时,Q1截止,N4继续提供电流对负载电容充电,直到OUT端电压达到VDD。
在OUT端为高电平期间,A点电位会由于电容Cboot 上的电荷泄漏等原因而下降。这会使得B点电位下降,N4的导通性下降。同时由于同样的原因,OUT端电位也会有所下降,使输出高电平不能保持在VDD。为了防止这种现象的出现,又增加了PMOS管P5作为上拉驱动管,用来补充OUT端CL的泄漏电荷,维持OUT端在整个导通周期内为高电平。
驱动电路的传输特性瞬态响应在图4中给出。其中(a)为上升沿瞬态响应,(b)为下降沿瞬态响应。从图4中可以看出,驱动电路上升沿明显分为了三个部分,分别对应三个上拉驱动管起主导作用的时期。1阶段为Q1、N4共同作用,输出电压迅速抬升,2阶段为N4起主导作,使输出电平达到VDD,3阶段为P5起主导作用,维持输出高电平为VDD。而且还可以缩短上升时间,下降时间满足工作频率在兆赫兹级以上的要求。
mos管驱动电机电路图,工作频率和驱动信号的占空比不是很大,并且VMOS的功率规格也不是很大时,普通并不需求为VMOS配置特地的驱动电路。通用的CMOS半导体(互补金属氧化物品体管逻辑IC)、TTL(晶体管逻辑)集成电路、常见的PWM专用IC的输出级都能够直接驱动VMOS。这种驱动方式普通适用于驱动信号的产生及控制电路与VMOS构成的功率级电路共地的状况。
TTL集成电路的逻辑电平为5V,输出级通常由BJT(双极性晶体管)组成,信号普通从集电极输出,这就是常说的“集电极开路输出”,当然,输出级也有采用MOSFET的,这就是“开漏输出”。上述开路输出方式需求外部电路配置偏置电阻,以树立工作点,限定输出电流。
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