細說自舉電路——MOS管驅動工作原理

摘要：自舉電容電路用於解決MOS管驅動電壓不足的問題，通過電容升壓使電壓高於Vin，實現導通。在電路中，當PWM為1時，Q1導通，Q2的B端電壓為低，Q2導通，Q2的E端電壓為14V，經過Q2、D2、R4後，G端電壓為12V，實現Q管導通。當PWM為0時，Q1斷開，Q2也斷開，自舉電容C3的泄放電壓為0，電機電流續流通過體二極體，C3電容充電完成。自舉電源的電壓需要比MOS管驅動電壓高約2V。

摘要由作者通過智能技術生成

我們知道，MOS管是電壓驅動型器件。當G極大於S極至少一個Vth時，MOS管才會導通。我們來看下麵這個電路：

這裏的G極是12V，但由於電阻R7流過電流時存在壓降，導致G極被抬高。

一般不是低壓MOS的情況下，datasheet的驅動電壓用10V或者12V，在上圖電路中我們將驅動電壓設為G-S= 12-8.42=3.58V，3.5V同樣能實現導通，但是導通電阻會很大，導致MOS管發熱。

這時候，自舉電容電路的用處就來啦。

首先簡單解釋下自舉電容電路

自舉，是指通過開關電源MOS管（這裏指上管）和電容組成的升壓電路，一般通過電源對電容充電，使其電壓高於Vin。

最簡單的自舉電路由一個電容構成，為了防止升高後的電壓，會回灌到原始的輸入電壓，通常會加一個二極體。

它的優勢在於利用電容兩端電壓不能突變的特性來升高電壓。

那麼在剛剛上述的電路問題中，我們就可以用自舉電容的方法來解決。

我們來看下麵這個自舉電路

-電容的左端為VB，即Vboost，電容的右端為VS浮地；

-C3則為自舉電容；

-M為感性負載，電流向右續流。

MOS管Q開通

假設此時的自舉電容C3已經充滿電，為14V。

當PWM為1時，Q1實現導通，C端的電壓為低，接著Q2的B端電壓也為低，Q2導通；

這時Q2的E端電壓為14V，經過Q2、D2、R4以後MOS管G端大概為12V，Q管（MOS）導通。在這裏我們可以得知，自舉電源的電壓需要比MOS管驅動電壓高約2V。

此後Q3的B端電壓高於E端，Q3則關斷。

Q管導通以後，VM（電機M為感性負載）直接施加在Q管的S端，由於S端與電容的右端相連，自舉電容C3右端被抬高，大概在24V。

這時 電容兩端的電壓無法突變，電容左邊的電壓同樣被抬高，此時14V+24V=38V。

隨後，38V電壓經過Q2、D2、R4持續給Q管的G端供電。

最後便達到了Q管的S端和G端被同時抬高至24V，且Vgs=12V。

接著我們來說MOS管Q關斷的情況：

當PWM變為0時，Q1斷開，Q2的BE沒有了電流路徑，Q2就會斷開。這時自舉電容的泄Vgs=0，Q管則關閉。

電機M（感性負載）電流向右續流，電流通過Q管的體二極體進行續流，此時C3電容右端電壓為-0.7V，無法起到升壓作用。二極體D1導通，14V電源通過D1給C3電容充電，充電完成。

接著PWM從0切換為1繼續迴圈步驟。

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