驱动

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这个驱动电路的工作原理是怎样的

maychang

这个电路用于左边虚线框内的控制电路采用发射极单端输出情况，例如TL494（相当老的一种电源控制芯片）的输出就是单只三极管发射极输出。

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【这个驱动电路的工作原理是怎样的】

不结合虚线框内电路，很难理解Optianal三极管的作用。

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为解释首帖图中PNP三极管和该三极管基极-发射极之间二极管的作用，我在原图中添加控制芯片内部晶体管电路，如上图。

 

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4楼图中Q2位于控制芯片内部，Q2发射极到地的电阻通常位于芯片外部，需要用户自己接上。

功率MOS管门极与源极之间等效于一个电容，该电容是分布电容，可能包括米勒电容，虽然电原理图中通常不会把这个分布电容画出来。4楼图中画出了该电容，并用红色表示，标注为C。驱动MOS管的PNP三极管标注为Q1，该三极管基极-发射极之间的二极管标注为D。

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开关电源中一个非常重要的问题是开关速度，即从导通到关断或者从关断到导通的时间。因为从导通到关断或者从关断到导通MOS管工作于线性状态，管子的功率耗散很大，所以通常希望开关速度尽可能快一些，即线性工作的时间短一些，以降低功率损耗。但开关速度快了，又会造成EMI问题，即开关电源造成的对其它用电设备的干扰过大。所以，要在功率耗散和EMI之间找平衡，取折中。

原图中的电阻RGATE，数值通常不超过几十欧姆，可能不到十欧姆。使用这样一个小电阻，目的是与MOS管输入电容C构成一个RC低通电路，使MOS管开通稍缓慢，这样可以减小EMI，但会稍增加MOS管功率损耗。RGATE数值越大，MOS管开通越缓慢，MOS管上功率损耗也越大。

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现在我们看看虚线框内电路。Q2显然是个发射极输出电路，R是其发射极负载电阻。

通常模拟电路课程中都会告诉学生：因为存在强烈的负反馈，发射极输出电路的输出阻抗非常小，这没错。但是很多学生只记住了结论，忘记了结论正确的前提：Q2工作于线性状态。现在Q2工作可不是线性状态。

需要功率MOS管T导通时，Q2饱和导通（已经不是线性状态了），当需要T关断时，Q2关断（也不是线性状态）。负反馈在Q2饱和和关断状态下，根本就不存在。

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Q2饱和导通时内阻相当小，通常只有数欧姆。Q2关断时，内阻非常大（否则不能叫关断）。

MOS管导通，靠Q2导通为C充电到超过一定电压（通常需要数伏特甚至十多伏特）。这个充电过程所需要的时间差不多就是MOS管开通时间。由于Q2饱和导通时内阻很小，所以C充电很快，MOS管开通时间基本上由RGATE控制。

需要MOS管关断时，应该将MOS管输入电容C放电。这个放电过程所需要的时间差不多就是MOS管关断时间。

但是，如果没有Q1和D（T门极直接联接到RGATE），图中电容C放电必须通过电阻R。电阻R的数值却不能很小，通常至少数百欧。因为R比较小的时候，Q2饱和导通时电流非常大。举个数值例子：VDRV通常12V至15V，如果R为5欧，那么Q2导通时就要流过2A以上电流，R上耗散的功率为20W。不但芯片承受不起这么大的功率耗散，芯片内部的管子也不能承担这么大连续电流。

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因为电阻R不可能比较小，总要数百欧，所以没有Q1和D（T门极直接联接到RGATE）时，C放电相当慢。这会使MOS管T关断很慢，从而关断过程需要耗散很大的功率，这是不能接受的。

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有了二极管D和PNP三极管Q1后，MOS管输入电容C放电可以很快，也就是MOS管关断可以很快。

当Q2导通时，VDRV通过Q2、RGATE、D对MOS管输入电容充电。前面已经说明，Q2饱和导通时内阻很小，二极管D正向导通时内阻也很小，RGATE数值通常只有十欧甚至十欧以下，总电阻相当小，所以电容C充电很快，MOS管可以迅速开通。D对开通的影响非常小，而Q1发射结反偏，根本不起作用。

Q2关断时（电容C已经被充电），电容C放电。此时D反向关断，电流将通过Q1的发射结、RGATE、电阻R。通过Q1发射结的是Q1的基极电流。该PNP管Q1的电流放大倍数至少100倍，所以Q1导通，集电极流过100倍以上的基极电流，使C放电。于是Q2关断时，由于D和Q1的存在，使C快速放电，T迅速关断。

这就是该电路的【工作原理】。

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这个快速开关的原理讲得很清楚，还有一点不明白这个电路如何实现持续开通MOS管的，没有自举电路呢