开关电源开关管的地和控制支路的地如何做到协同？

乱世煮酒论天下

开关电源开关管的地和控制支路的地如何做到协同？ [复制链接]

 

图一是用TITA-TI做了一个BUCK电路，OUT1是驱动支路电压波形，用了一个电源。

图二是用LTspice做了一个BUCK电路，V(out1)-V(out2)是驱动支路电压波形，也是用了一个电源。

看这个电路拓扑图，主回路的地是供电电源的地就是负极DC-，驱动电路的地是开关管的S极，但是我仿真可以用这个模型，在实际电路中是用芯片驱动运放再驱动功率电路最终才会到达开关管的栅极，驱动回路的地其实就是这个开关管的S极gnd。

所以说驱动回路的地gnd怎么和主回路电源的负极DC-确立关系？

beyond_笑谈

相对输入电压V1，只有一个GND。V2（VGS）是MOS的栅极驱动电压，MOSFET_VS对GND而言是floating的（说法也不太精准，大概就那么个意思）。

maychang

【驱动回路的地gnd怎么和主回路电源的负极DC-确立关系？】

二者没关系。正如2楼所说，V2是floating的。

maychang

Buck电路中，续流二极管D1在一个开关周期中，总是一部分时间导通，一部分时间截止的。D1导通时，其上端（也就是你MOS管的源极）对图中“地”（也就是直流输入负端）为一个PN结正向压降。D1截止时，其上端对图中“地”近似为直流输入电压。所以，MOS管源极与直流输入负端之间没有关系。

乱世煮酒论天下

驱动的地和主回路负极不是一个，怎么确保驱动电压加载栅源之间是正确的开通关断电压呢？想到几种办法，加隔离电源，隔离电源和主回路是共地的，既然可以加隔离，就有光隔离、磁隔离，其他隔离还没有想到。

或者这种拓扑在逆变器上下桥驱动的时候用自举，需要专门高共模的驱动芯片。

se7ens

的确，目前的驱动都是使用芯片的方案，很少使用分离器件搭建

一般芯片内部也是有自举电路或者隔离电路来输出驱动信号，也就是说驱动信号其实是浮地的

乱世煮酒论天下

我想这个问题可以用如下电路图进行解答，虽然这个电路图有很多问题，是我随便搭的，根本不能用，但是可以知道开关电源工作的驱动电路和主回路之间的供地问题。

R5、R2、R3是输出电压检测电路，R3分压反馈到控制回路，由上述电路可得R3的地是输入电源的地，同时R3采集的电压输入到放大器，这里随便用一个运放和三角波比较波生成PWM波，因为采集到的电压要送入运放，所以运放供电电源的地和主回路电源负极的地是一个地，第一个问题，这个运放的电源是怎么产生的，是否一定要和主回路供地？

运放输出驱动功率控制回路，这里用了一个推挽电路，用以驱动MOS管，同样运放的输出也是以运放供电电源的地为基准的，同时作为输出驱动推挽电路，推挽电路的地也是这个供电电源的地，第二个问题出来了，这样做在实际电路是否可行？

最后一步，推挽电路驱动MOS管，推挽输出的栅极驱动是以栅极电压对源极电压的大小为基准的，这里功率管MOS管的地是源极，但是在上一个问题推挽电路的地是运放供电电源的地，同时是主回路的负极，这会有影响吗？这个问题如何解决？

乱世煮酒论天下

又做了一份简单的仿真，这次应该理解了，基本仿真没有控制，电路如下图：

 

图一是不同驱动电压下的输出电压幅值，图二是不同驱动开关频率下的输出电压幅值，在开关管导通时，驱动栅极的地就是主回路负极，在开关管关断时，二极管导通续流，驱动栅极的地比电源负极低一个二极管导通压降就可以，这样只要设置驱动回路的供电电压在这个地附近就可以。

 

同样可以看出，提高开关频率对输出电压整体幅值并没有很大的影响，只是可以很大程度减小电感体积，但是会增大EMC问题。