[电路/定理] 高压BUCK电路驱动问题

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 楼主 | 2019-9-5 16:06 | 显示全部楼层 |阅读模式
下图为BUCK的驱动电路,输入电压是36V,输出稳压在33.6 V, 也就是8串的18650电压,采用PMOS管做开关,因为PMOS管的VGS电压是+-20V ,下图驱动可以吗?有没有朋友做过高压的BUCK电路?
123.jpg

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| 2019-9-5 16:16 | 显示全部楼层
不可以,应该采用低阻驱动,关于低阻驱动,论坛有很多讨论,自己去搜索一下吧,先NPN倒相并提供栅极快速的下降沿是对的,然后采用4148和NPN组合成低阻抗栅极上升沿驱动。
鉴于你这里是高供电,直接拉到GND,则会造成栅极击穿,因此,最直接的同时不影响驱动低阻抗的,就是上面加一个NPN,共基极箝位,该NPN基极接合理是栅极电压限制值,E极接输入NPN的C极。
这样总共3个NPN,才能有效推好P MOS的BUCK回路。

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 楼主 | 2019-9-5 16:23 | 显示全部楼层
本帖最后由 andy520520 于 2019-9-5 16:24 编辑
tianxj01 发表于 2019-9-5 16:16
不可以,应该采用低阻驱动,关于低阻驱动,论坛有很多讨论,自己去搜索一下吧,先NPN倒相并提供栅极快速的 ...

是怎样的电路,还是不明白
我上面的电路没有把G拉到地,用稳压管20V 分压的,导通只有20V,不导通是等电位

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| 2019-9-5 16:27 | 显示全部楼层
andy520520 发表于 2019-9-5 16:23
是怎样的电路,还是不明白
我上面的电路没有把G拉到地,用稳压管20V 分压的,导通只有20V,不导通是等电位 ...


就是这样的电路,至于为什么需要这样,我前面说了,上论坛找MOS管驱动的帖子,多了去了。

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 楼主 | 2019-9-5 16:32 | 显示全部楼层
本帖最后由 andy520520 于 2019-9-5 16:37 编辑
tianxj01 发表于 2019-9-5 16:27
就是这样的电路,至于为什么需要这样,我前面说了,上论坛找MOS管驱动的帖子,多了去了。 ...

Q3, Q4为什么要那样连接呢? R4和PWM的那条线有交叉吗?  
G极电位不能比20V低,因为会超过+-20V , VGS电压 ,G点为36V时就关闭  , PWM输出高电平时,G点就拉到地了,这样VGS电压就是-36V,肯定是不行的

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| 2019-9-5 16:39 | 显示全部楼层
andy520520 发表于 2019-9-5 16:32
Q3, Q4为什么要那样连接呢? R4和PWM的那条线有交叉吗?  
G极电位不能比20V低,因为会超过+-20V , VGS ...


这就是共基极箝位啊,上面Q3的基极接的是已知电位,36V被1K/3K分压,R5电压=9V。
也就是Q3的C极,最低将只能出现接近R5电压的值9V,这样栅极就安全了。
对于已知且稳定的输入,这里直接电阻分压合理值就可以,如果输入变动,而且范围较大,则R5可以换成10V左右的稳压管,线路就可以适应大范围变化的输入电压了。
由于采用了共基极输入,所以,Q3的耐压只需要在高于栅极耐压值就差不多了,而最大的电压则由Q4承担,所以Q4的耐压必须接近输入电压。
如果不是高压BUCK,则Q3直接不需要。
线路图交叉的,会有点,没有点就不是交叉,这也是看或者画线路图必须掌握并且做到的事情

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 楼主 | 2019-9-5 16:57 | 显示全部楼层
tianxj01 发表于 2019-9-5 16:39
这就是共基极箝位啊,上面Q3的基极接的是已知电位,36V被1K/3K分压,R5电压=9V。
也就是Q3的C极,最低将 ...

Q3的C极怎么钳位 ? 还是没有搞懂
无标题.jpg

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| 2019-9-5 17:12 | 显示全部楼层
andy520520 发表于 2019-9-5 16:57
Q3的C极怎么钳位 ? 还是没有搞懂

三极管原理不明白吗?哪怕饱和,这个管子的C极电压也只能等于E极+饱和压降,E极是27-0.7=26.3V 假定饱和压降=0.3V,则C极电压只能比26.3+0.3=26.6V高。这电压是被基极箝位了啊。

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 楼主 | 2019-9-5 17:26 | 显示全部楼层
本帖最后由 andy520520 于 2019-9-5 17:27 编辑
tianxj01 发表于 2019-9-5 17:12
三极管原理不明白吗?哪怕饱和,这个管子的C极电压也只能等于E极+饱和压降,E极是27-0.7=26.3V 假定饱和 ...

Q4的C极不是可以直接拉到地电位了吗?  同样Q3的B极电位一样的拉下来了, 电阻上的分压有什么用呢?
还是没有看懂你这个电路

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| 2019-9-5 17:34 | 显示全部楼层
本帖最后由 tianxj01 于 2019-9-5 17:36 编辑
andy520520 发表于 2019-9-5 17:26
Q4的C极不是可以直接拉到地电位了吗?  同样Q3的B极电位一样的拉下来了, 电阻上的分压有什么用呢?
还是没 ...


Q4 的C极你看接的是什么?是Q3的发射极,而发射极最大电压也就是比基极低0.7V或者多一点点,怎么可能到0呢?到0那么Q3就已经坏掉了,事实上,Q4在这里,C极电位是基本上不变的,差不多是一个稳定的一个直流电压了。不管它是导通还是截止。
看来你需要好好去学习一下三极管理论和典型的共基极输入概念了。
当然,所有的讨论都在于,分压电阻能提供和工作电流匹配的基极电流。

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| 2019-9-5 17:39 | 显示全部楼层
本帖最后由 tianxj01 于 2019-9-5 17:41 编辑
andy520520 发表于 2019-9-5 17:26
Q4的C极不是可以直接拉到地电位了吗?  同样Q3的B极电位一样的拉下来了, 电阻上的分压有什么用呢?
还是没 ...


假如 放大倍数都是100
假如,工作电流=100mA,则基极电流=1mA,影响幅度=1K//3K*1mA 小于1V,Q3基极你怎么拉下来?
当然,你给Q4来个短路,那么Q3基极真被拉下来了,这个没有疑问,所有的东西就基于正常工作电流和正常驱动来分析的,当然不包括短路。
你以为三极管导通和短路一样?

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| 2019-9-5 17:44 | 显示全部楼层
andy520520 发表于 2019-9-5 16:57
Q3的C极怎么钳位 ? 还是没有搞懂

实际上,这个线路在驱动的PWM平顶段,栅极稳定条件下,下拉电流也就是10mA不到的静态工作电流,只有在PWM方波边沿,栅极充放电时候,才会有比较大的电流出现,为了对付该比较大电流可能造成的Q3基极波动,我们可以简单的加一个电容来搞定。这样在方波边沿,也可以完全稳定住Q3的基极电位.................

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| 2019-9-5 21:05 | 显示全部楼层
tianxj01 发表于 2019-9-5 17:39
假如 放大倍数都是100
假如,工作电流=100mA,则基极电流=1mA,影响幅度=1K//3K*1mA 小于1V,Q3基极你怎么 ...

就上面那个电路,当Q4基极的PWM信号电压足够高时,Q4是可以饱和的,由于Q3此时基极电流足够大,则可以强行令Q3饱和,此时不能用所谓的“放大倍数=100”这个参数了,也就是说Q3的C极对地电压只是2个饱和压降,Q3起不到“共基”作用了,所以会对MOS的SG耐压提出要求

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| 2019-9-6 09:45 | 显示全部楼层
122013137 发表于 2019-9-5 21:05
就上面那个电路,当Q4基极的PWM信号电压足够高时,Q4是可以饱和的,由于Q3此时基极电流足够大,则可以强 ...

你以为线路设计都是无限驱动?
利用共基极箝位,本身就需要合理的控制下面驱动管的驱动电流,如果2管都饱和,则首先是线路失去箝位意义,並且,不饱和的Q4,有很高的开关速度,而Q3虽然可能饱和,但是由于共基极输入,其退出饱和-截止完全受Q4影响,所以速度和一般的饱和三极管不同,基本上没有基区载流子抽取问题,速度非常快。
实际上线路应用时候,会在R4上面并联合适的电容,以提供高的栅极电荷充电能力。

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 楼主 | 2019-9-6 09:59 | 显示全部楼层
tianxj01 发表于 2019-9-6 09:45
你以为线路设计都是无限驱动?
利用共基极箝位,本身就需要合理的控制下面驱动管的驱动电流,如果2管都饱 ...

Q3,Q4 都是放大状态的吗?

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| 2019-9-6 10:09 | 显示全部楼层
本帖最后由 tianxj01 于 2019-9-6 10:14 编辑
andy520520 发表于 2019-9-6 09:59
Q3,Q4 都是放大状态的吗?


Q3处开关态,会进入饱和,一般来说,共射线路,饱和后,由于必须对基区的多余载流子进行抽取,严重影响关闭速度,所以非常不利于提高开关速度,但是这里因为整个线路的截止却受Q4的控制,当线性工作的Q4截止,则整个回路的电流没有额外的途径势必同时截止,就像一个开关,虽然没有关断,但是外电源断了,电流还是没有了。所以,这里Q4的饱和和一般共射概念的饱和是有区别的。参数确定合理,该线路的速度非常理想。

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| 2019-9-6 11:53 | 显示全部楼层
tianxj01 发表于 2019-9-6 09:45
你以为线路设计都是无限驱动?
利用共基极箝位,本身就需要合理的控制下面驱动管的驱动电流,如果2管都饱 ...

你的前提是能“保证”Q3基极电压几乎不变,于是有所谓“共基”,且由此Q4就不会进入饱和。
但就上面这个电路图,PWM作为普通开关信号,在能令Q4饱和的情况下,是能令Q3基极电压被下拉的,也就是共基失效。

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| 2019-9-6 13:12 | 显示全部楼层
感觉拖拉机想要弯道超车

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 楼主 | 2019-9-6 13:39 | 显示全部楼层
tianxj01 发表于 2019-9-6 10:09
Q3处开关态,会进入饱和,一般来说,共射线路,饱和后,由于必须对基区的多余载流子进行抽取,严重影响关 ...

大师,确定这个电路可以吧,不要害我了,我要做PCB了

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| 2019-9-6 14:01 | 显示全部楼层
andy520520 发表于 2019-9-6 13:39
大师,确定这个电路可以吧,不要害我了,我要做PCB了

任何一个线路,画好了,必须是打样,测试,才能批量吧,至于打样,经过几次改动都是很正常的。
不过就这个线路而言,如果你实际做,则Q4的PWM输入肯定会有基极电阻,建议电阻稍大,同时并联一个几百p的小电容,目的是加大脉冲边沿的基极电流能力,而R4则直接并联一个UF级别的电容,要求性能更高点的,则R5建议换成稳压管。这样处理后,线路除了参数有可能会调整,基本上不会有大的变的了。

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