高压BUCK电路驱动问题

只看该作者 · 2019-9-5 16:06

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？

只看该作者 · 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。

只看该作者 · 2019-9-5 16:23

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

只看该作者 · 2019-9-5 16:27

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。

只看该作者 · 2019-9-5 16:32

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

只看该作者 · 2019-9-5 16:39

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

只看该作者 · 2019-9-5 16:57

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

只看该作者 · 2019-9-5 17:12

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。

只看该作者 · 2019-9-5 17:26

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

只看该作者 · 2019-9-5 17:34

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。

只看该作者 · 2019-9-5 17:39

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？

只看该作者 · 2019-9-5 17:44

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.................

只看该作者 · 2019-9-5 21:05

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

只看该作者 · 2019-9-6 09:45

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。

只看该作者 · 2019-9-6 09:59

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？

只看该作者 · 2019-9-6 10:09

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。

只看该作者 · 2019-9-6 11:53

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。

1万 · 2019-9-6 13:12

感觉拖拉机想要弯道超车

只看该作者 · 2019-9-6 13:39

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

只看该作者 · 2019-9-6 14:01

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。

高压BUCK电路驱动问题

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