Схема завантаження для високої сторони драйвера MOSFET

Я дуже добре знайомий з роботою драйверів завантажувальної машини на IC-драйверах MOSFET для комутації N-канального MOSFET з високою стороною. Основна операція вичерпно висвітлена на цьому веб-сайті та інших.

Те, що я не розумію, - це сама схема водія високої сторони. Оскільки хороший драйвер штовхає та витягує велику кількість струму, має сенс, що в межах СК існує ще одна пара транзисторів, щоб приводити VH-контакт високим або низьким. Декілька таблиць даних, які я розглянув, схоже, вказують, що вони використовують пару-каналів / N-каналів (або PNP / NPN). Забираючи конструкцію мікросхеми, я думаю, схема виглядає приблизно так:

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

Здається, що ми щойно ввели проблему рекурсії. Якщо припустити, що вузол, позначений як "плаваючий", може мати будь-яку довільно високу напругу, як керуються М3 та М4, яким не потрібен ще один драйвер для управління драйвером ( і так далі і далі )? Це також передбачає, що драйвер високої сторони в кінцевому підсумку контролюється логічним рівнем сигналу.

Іншими словами, з урахуванням довільно високої плаваючої напруги, яким чином привідний привід М3 та М4 активується сигналом логічного рівня, який походить від чіпа?

Пояснення : Конкретне запитання, яке я задаю, стосується лише активації приводу завантажувача високої сторони "bootstrap" з сигналом логічного рівня. Коли напруга на високій стороні є відносно низьким, я визнаю, це тривіально. Але як тільки напруги перевищують типові Vds та Vgs на транзисторах, це зробити важче. Я б очікував, що буде задіяна якась схема ізоляції. Як саме виглядає ця схема, це моє питання.

Я усвідомлюю, що якщо M4 - P-канал FET (або PNP), інша схема завантаження не потрібна. Але у мене виникають проблеми із створенням схеми, яка буде генерувати належні Vgs як для M4, так і для M3, оскільки зовнішні транзистори перемикаються вперед і назад.

Ось знімки екрану з двох різних таблиць даних, які показують схожу схему з тією, яку я намалював вище. Ні в якій деталі про схему драйверів "чорного ящика".

Від MIC4102YM :

І FAN7380 :

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

$V_{cc}$$V_\text{High Voltage}$$V_{BS}$

$V_\text{Boot Strap}$

На схемі нижче VCC є джерелом напруги решти ланцюга. Коли MOSFET вимкнено, заземлення ланцюга завантажувача з'єднується з ланкою замикання, таким чином, C1 і C2 заряджаються до рівня Vcc. Коли вхідний сигнал надходить для включення MOSFET, земля ланцюга приводу затвора піднімається до напруги зливу MOSFET. Діод D1 блокує цю високу напругу, тому С1 і С2 будуть живити ланцюг руху під час роботи. Після того, як MOSFET знову вимкнеться, С1 і С2 поповнюють втрачені витрати з VCC.

Критерії проектування:

• RB слід вибирати якомога нижче, щоб не пошкодити D1.
• Ємність С2 повинна бути обрана достатньо для живлення ланцюга руху протягом найдовшого часу.
• $V_\text{High Voltage} - V_\text{CC}$

Вхідний сигнал повинен бути ізольований від ланцюга завантажувальної стрічки. Деякі можливі ізолятори:

Оптрон

$\mu$$\mu$

Імпульсний трансформатор

Імпульсний трансформатор - це просторовий тип трансформатора для передачі прямокутних імпульсів. Вони мають меншу кількість витків, щоб уникнути паразитичної ємності та індуктивності, і більші ядра для компенсації втрат індуктивності через зменшену кількість витків. Вони набагато швидше, ніж оптрони. Часи затримки загалом менше 100н. Зображення вище є лише для ілюстрації. На практиці, струму, який вони можуть забезпечити, недостатньо для швидкого руху MOSFET; тому вони потребують додаткової схеми на практиці.

Ізольований водій воріт

Ізольована їзда на воротах - це відносно нова технологія. Вся складність руху воріт інкапсульована в одну єдину мікросхему. Вони настільки ж швидкі, як імпульсні трансформатори, але вони можуть забезпечити кілька ампер пікового струму. Деякі продукти також містять ізольовані на мікросхемі перетворювачі постійного струму, тому вони навіть не потребують прив'язки до завантаження. Однак усі ці суперфункції мають вартісну вартість.

Гм, у ІС є внутрішня схема "зсуву рівня".

І схема зсуву рівня, можливо, така, це схоже на FAN7380:

$V_{SRC}$$V_{BST}$

А нижче - блок-схема IR2110 (від International Rectifier AN978-b):