驅(qū)動(dòng)IC加NMOS做防反電路設(shè)計(jì)圖文分享-KIA MOS管

高邊NMOS防反

PMOS的高邊防反接使用自驅(qū)效應(yīng)，但其存在待機(jī)電流偏大和電流反灌隱患，并且PMOS價(jià)格偏高，幾乎沒(méi)有使用驅(qū)動(dòng)IC+PMOS高邊防反這種設(shè)計(jì)，所以為了均衡價(jià)格因素和Rdson，消除待機(jī)電流偏大和電流反灌隱患（若單純使用高邊NMOS，也會(huì)有待機(jī)電流和電流反灌問(wèn)題），使用驅(qū)動(dòng)IC+NMOS這種高邊防反接設(shè)計(jì)。

但這里并不是否定低邊NMOS防反和高邊PMOS防反，實(shí)際上低邊NMOS防反和高邊PMOS防反使用的更多，驅(qū)動(dòng)IC+NMOS這種方式一方面是為了應(yīng)對(duì)測(cè)試機(jī)構(gòu)的測(cè)試用例，一方面是應(yīng)對(duì)可預(yù)見的實(shí)際問(wèn)題。通常使用高邊PMOS防反接并沒(méi)有什么問(wèn)題。

使用高邊NMOS防反接，通常沒(méi)有足夠高的電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O，此時(shí)可以使用驅(qū)動(dòng)IC來(lái)從高邊取電，輸出比S極更高的電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)NMOS導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)IC有兩種：電荷泵型和Buck-Boost型，見圖11-1。帶驅(qū)動(dòng)IC這種形式，雖然這增加了電路的復(fù)雜性，但N溝道MOSFET的導(dǎo)通電阻較低。

在大部分時(shí)間都處于正常連接供電場(chǎng)景中，由于電荷泵型和Buck-Boost型將額外消耗電流（需要不斷地工作產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電壓維持NMOS的開啟），單純的高邊PMOS防反接效率反而更好。

驅(qū)動(dòng)IC NMOS 防反

圖11-1：高邊NMOS防反驅(qū)動(dòng)--->NMOS+驅(qū)動(dòng)IC

電荷泵驅(qū)動(dòng)NMOS

如圖11-2所示，這是一個(gè)采用電荷泵做NMOS驅(qū)動(dòng)的簡(jiǎn)圖：

驅(qū)動(dòng)IC NMOS 防反

圖11-2：電荷泵驅(qū)動(dòng)NMOS高邊開關(guān)

Ctrl控制電荷泵工作產(chǎn)生高壓驅(qū)動(dòng)NMOS導(dǎo)通工作。

如圖11-3是電荷泵驅(qū)動(dòng)內(nèi)部圖，Ci是小電容，充放電速度快，Co是大電容，負(fù)載能力強(qiáng)。通過(guò)頻繁的開關(guān)，S1、S2和S3、S4就能不斷地將Ci上的電荷搬運(yùn)到Co上，而Co是相對(duì)于輸入電壓，因此我們就能夠得到比輸入電壓更高的驅(qū)動(dòng)電壓。當(dāng)需要驅(qū)動(dòng)NMOS導(dǎo)通時(shí)，使能開關(guān)S0。當(dāng)不需要驅(qū)動(dòng)NMOS導(dǎo)通時(shí)，失能S0。

驅(qū)動(dòng)IC NMOS 防反

圖11-3：電荷泵驅(qū)動(dòng)NMOS高邊開關(guān)簡(jiǎn)圖

采用電荷泵型的驅(qū)動(dòng)方案，整體物料少，成本較低，適用于電流不大的場(chǎng)景。

Buck-Boost型驅(qū)動(dòng)NMOS

如圖11-4所示，是一個(gè)基于Buck-Boost拓?fù)涞腘MOS驅(qū)動(dòng)拓?fù)?。?dāng)Buck-Boost的S1導(dǎo)通時(shí)，輸入電壓通過(guò)電感儲(chǔ)能，電感電壓上正下負(fù)。當(dāng)Buck-Boost的S1關(guān)斷時(shí)，電感產(chǎn)生反向電動(dòng)勢(shì)，下正上負(fù)，通過(guò)二極管給電容C1充電，這樣C1的電壓就會(huì)高于輸入電壓，也即VGS大于開啟閾值。

驅(qū)動(dòng)IC NMOS 防反