干貨!一種簡易的MOSFET自舉驅動電路設計分享

功率開關器件MOSFET在驅動電路中的應用頻率在最近幾年直線上升，在一些中小功率的開關電源產品中，利用MOSFET完成驅動電路的設計不僅省時省力，還具有良好的功率轉換效果。本文將會為各位工程師分享一種建議的MOSFET自舉驅動電路設計方案，下面就讓我們一起來看看吧。

相信大多數工程師都非常了解的一個設計要求是，在一個開關電源的電路設計過程中，驅動電路的工作要求是在最短的時間內改變MOSFET的阻抗，使其從最大值轉換成最小值。實際的導通時間至少是理論值的數量級2、3倍的時間延遲。這一要求也從側面說明了一個問題，那就是MOSFET的寄生參數比抽象出來的模型復雜的多，它們將會隨驅動電壓的改變而改變。而自舉驅動電路的設計目的是把這些電容充滿，使門極電壓達到導通值。主板buck電路設計中，為降低續流二極管的導通損耗，用低導通阻值的場效應管代替二極管，上下兩個開關管交錯導通,即所謂同步整流模式，其電路設計效果如下圖圖1所示。

圖1 同步整流結構中的上下端開關管

在圖1所展示的這一同步整流結構的電路圖中可以看到，下端開關管源極接地驅動相對簡單，上端源極(Phase端)電壓在0—Vin間變化，驅動時需要自舉電路實現門源間的電壓差。因此，根據功率器件MOSFET的開關特點，本文設計了帶自舉能力的MOSFET推挽驅動電路，其電路結構的設計圖下圖圖2所示。

圖2 MOSFET驅動和門極放電回路設計

圖2所展示的這一MOSET驅動和門極放電回路結構中，這種電路主要被用于圖1所展示的上端開關管的驅動，由于上端MOSFET的源極接濾波器和下端開關管無法接地而處于懸浮狀態，需要同步的自舉電路來抬升門極驅動電壓，特別是執行導通動作時，源極逐漸上升的電位迫使其他共處一平面接入點的如Q2集電極電位上抬，使GS間的壓差減少造成驅動失敗。上圖中，二極管D1和CBOOT組成自舉電路：下端開光管導通時D1導通，CBOOT充電至輸入電壓。下端關斷時，上端源極電位逐漸上升，D2關斷，電容上端的電壓也隨之上升，這樣實現了自舉功能。