怎样系统学习驱动知识

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驱动知识学不会怎么办？

学不会一脸懵逼怎么办？

三极管到底怎么使用？

MOS管驱动设计什么鬼？

疑难问题太多弄不了？

五个问题！ 一个对策！

往 下 翻

”

Buck电路的原理就是利用开关管Q1的开通和关断，对输入电压的斩波，从而实现输出降压，其关系式为：Vout=Vin*D。

除了电感的设计，Buck的另一个难点是驱动电路的设计，这里采用分立元件去实现，主要电路包括三角波发生器、电平可调电路、PWM发生器、MOS管驱动电路、自举充电电路、软启动电路、过流保护电路、过压保护电路等。

首先，怎么去设计一个三角波发生器？这里利用RC电容充放电原理，选择滞回比较器产生一个频率可调的三角波。

如图2所示，为一个典型的比较器电路，R9和R10电阻分压给出一个参考电平；因为比较器内部是OC输出，所以输出端要接一个上拉电阻R12；三角波产生的实质是对电容的充放电过程，那么什么时候充电，什么时候放电呢？这个可以利用负反馈的原理，当比较器输出为高电平，则对电容充电；当输出为低电平时，电容放电。但对图2分析，会发现这里正输入端只有一个电平6V，当电容充至大于6V就输出低电平，这就开始放电；当放电电压小于6V时又输出高电平，开始对电容充电，这样输出的近似为一条直线或者说幅度很小的三角波，不能使用。所以接下来的问题是怎么使参考电平可变，从而输出幅度较大的三角波。这里还是巧妙的选择反馈，利用输出的高低电平不同，从而改变输入端的电平切换，如图3所示：

以图中参数为例，当输出为低电平时，R10和R13并联，与R9串联分压，为4V；当输出高电平时，R12、R13串联后与R9并联，再和R10串联分压，分压为7.2V，这样就是实现了正输入端电平随输出变化而可变。

接下来再分析整个过程：首先上电后，正输入端有个直流电平，电容上没有电压，所以输出为高电平，此时正输入端电平为7.2V，12

V电源经过R12和R11给电容充电，当电容电压大于7.2V后，负输入端大于正输入端电压，输出低电平，此时正输入端电平变为4V，电容也开始经过R11放电；当电容上的电压小于4V时，输出又变成高电平，进入下一个周期。通过调整R11的阻值，就可以实现三角波频率在一定范围内可调，改变R9、R10和R13的阻值，就可以调整三角波的幅度，这样就可以实现一个输出可调的三角波。

接下来考虑直流电平可调电路，这里的直流电平可调是指根据需要给出一个参考电平的电路，从而实现后面的占空比可调，这里面涉及很多时序的问题。

就先从时序角度粗略分析，分开机上电、正常工作、关机放电三个阶段。在开机上电阶段，为了电路安全，需要使输出占空比为0，或者小于所需要的占空比，若假设直接采用电阻分压的形式提供直流电平，因为电容充电需要时间，而电阻是线性的，为使占空比为0，三角波接在比较器正输入端，直流电平接在负输入端；在正常工作阶段，只有占空比不高于所需占空比，那就是安全的；在关闭阶段，直流电平为0，而电容处于放电过程，整个过程占空比为100%，对电路安全存在重大隐患，所以采用电阻分压的方式不可取

采用如图4所示电路，电源经过R14对电容缓慢充电，断电后电压经过续流二极管快速放电，即慢充快放。整个时序过程如图5所示，直流电平接比较器正输入端，三角波接负输入端，在开机阶段，三角波充电速度快于直流电平充电速度，占空比为0；在关机阶段，直流电平放电速度快于三角波放电，占空比仍然为0，满足设计的初衷。但是图4电路有个不足，在电路正常工作阶段，降低直流电平时，由于电容放电要经过滑阻，速度慢，所以需要改进，改进电路如图6所示：

采用射极跟随电路，e极电平随b极电压变化而变化，当b极电压减小时，eb两端电压大于0.7V，三极管工作在放大状态，经过ec回路放电，电压迅速降低锁定。至此，电平可调电路已经设计完成。

接下来就是直流电平信号和三角波信号分别输入到比较器的正负输入端，输出一个稳定的PWM波，电路如图7所示。

图7电路输出小电流的PWM波，为了使MOS快速开通和关断，需要大电流的驱动电路，利用三极管小电流控制大电流的原理，采用推挽输出方式，如图8所示：

当PWM输入为高时，N管Q2导通，P管Q3有0.7V负压保证截止，12V提供一个大电流经过限流电阻R3给MOS管极间电容充电，使其迅速打开，其中电阻R3的大小决定充电电流的大小，一般其阻值不超过几十欧姆，电阻R4是起到保护MOS管作用，当电路不工作时，为极间电容提供放电回路，阻值不宜过小，一般取几十k；当PWM输入为低电平时，P管导通而N管截止，极间电容储存的能量通过R3和Q3快速释放，其中电阻R17的目的是为了防止产生PWM波的比较器因为故障或电压不够而不工作，为Q3的ib电流提供另一个回路，从而MOS管的极间电容能量能快速释放。

有一点要注意，以上电路的“地”并非整个Buck电路的地，而是和MOS管S端等电位的“悬浮地”，随S端电位变化而变化，地是相对的，而不是绝对的。