詳解分立元件搭建的自舉升壓電路

一、為什么要自舉升壓

下圖MOS的Vgs(th)=10v;

對于下管，由于S接地，只需要給G端12v，則下管就可以導(dǎo)通。

對于上管如果G給12v電壓，上管導(dǎo)通后，電源VM就會加載在S端，此時Vgs=12-VM(12v)=0V，則MOS就會關(guān)斷，也就是說上管MOS在導(dǎo)通的瞬間就會關(guān)斷。

所以12V驅(qū)動上管是行不通的，需要自舉升壓電路，不會因為上管導(dǎo)通后S端電壓升高而關(guān)斷。這就需要G端電壓始終比S端電壓高12v，以確保上管能夠持續(xù)導(dǎo)通。

二、自舉升壓電路驅(qū)動

下圖是分立元件搭建的自舉升壓電路，C3為自舉電容，電容的右端稱為Vs(浮地)，電容左端稱為VB(Vboost)

1.MOS管Q開通時

假設(shè)自舉電容在上個周期已經(jīng)充滿電，14v。

當(dāng)PWM為1時，Q1導(dǎo)通，使得C端的電壓為低，從而使得Q2的B端電壓也為低，Q2導(dǎo)通。此時Q2的E端電壓為14v，經(jīng)過Q2,D2,R4，到達(dá)MOS管G端電壓約為12v(所以自舉電源的電壓需要比MOS驅(qū)動電壓高約2v)。這樣MOS管Q就導(dǎo)通。此時Q3的B端電壓高于E端，Q3關(guān)斷。MOS管Q導(dǎo)通后，VM就直接加在Q管的S端，而S端由于電容右端相連，所以自舉電容C3右端被抬高到24v。由于電容兩端電壓不能突變，所以電容左邊的電壓也會被抬高=14v+24v=38v。這個38v會經(jīng)過Q2,D2,R4持續(xù)給MOS管Q的G端供電。這樣就達(dá)到了MOS管Q的S端和G端同時被抬高24v，且Vgs=12v。

2.MOS管Q關(guān)斷時

當(dāng)PMW由1變?yōu)?時，Q1斷開，Q2的BE沒有了電流路徑，Q2斷開。此時自舉電容的泄放路徑就被切斷了。由于MOS管Q的G端12電壓會讓Q3導(dǎo)通，Q3導(dǎo)通后，12V電荷很快被釋放掉(Cgs的電壓)，則MOS管Q的Vgs=0，Q管關(guān)斷。

由于電機M是感性負(fù)載，電流會續(xù)流向右，電流通過MOS管q的體二極管續(xù)流，此時自舉電容右端電壓為-0.7v，則自舉電容C3起不了升壓作用，二極管D1導(dǎo)通，14V電源通過D1給自舉電容C3充電。充電過程很快完成(VC3=14v)，PMW繼續(xù)從0切換到1繼續(xù)前面的循環(huán)。