ZHCAB56A January   2021  – February 2022 BQ769142 , BQ76942 , BQ76952

 

  1.   商标
  2. 引言
  3. 电路方案
  4. 配置
  5. 逻辑电平 FET
  6. FET 驱动器设计
  7. 晶体管驱动器设计
  8. 控制 LD
  9. 低侧 FET 的预充电和预放电
  10. 总结
  11. 10参考文献
  12. 11修订历史记录

电路方案

FET 驱动器电路将需要接收来自 BQ769x2 的数字控制信号,为 VFETON 高电平提供电源电压,并以适合系统设计的速度开关栅极,从而符合图 1-8 中的电压范围。

图 2-1 展示了基本的电路方案,其中稳压器为驱动器提供 VFETON 电压,该驱动器将 BQ76952 的数字信号电平转换为 VFETON 电压电平。电阻 R4 为放电 FET 栅极提供驱动电压。由于充电 FET 栅极的范围格外大,Q3 允许在 Cdrive 关断时栅极电压变为负数。当 PACK- 为高电平时,D1 阻止电流进入驱动器。D2 限制 Q1 充电 FET 的栅源电压。如果 Q1 缓慢导通,R1 会在 Cdrive 导通时提供来自驱动器的电流限制。R2 在 Cdrive 变为低电平时关断 FET,因为 D1 会阻止驱动器从栅极拉取电流。

GUID-20201008-CA0I-SCF7-KMRD-7R1LZMC4QVWK-low.gif图 2-1 简单的驱动器电路,电阻充电关断

当驱动器可以接受其输出被拉至高于电源电平时,可以使用类似图 2-2 中的电路。D3 限制驱动器的接入电压(在其安全范围内)和 Q3 的栅源电压。R1 在 D1 后提供有限电流旁路,使驱动器可以帮助下拉栅极;当 PACK- 处于最大电压时,则必须限制回到 D3 的电流。关断仍然会很缓慢,一旦 Q1 开始关断且 PACK- 降低时,R2 将完成充电 FET Q1 的关断。大多数 IC 驱动器都具有驱动器电压的 ABS MAX 输出,因此这类设计需要用到特殊的驱动器。

GUID-20201008-CA0I-TFKB-DRZD-37WBR1WPXGCN-low.gif图 2-2 关断电流受限的驱动器

图 2-3 展示了这样一种方法:充电 FET Q1 由驱动器驱动导通或由 Q4 钳制关断。这种方法能够非常有效地关断 Q1,但无论充电 FET 是导通还是关断,都需要连续电流。

GUID-20201008-CA0I-XS0D-TGZB-07GJTKNB43Q8-low.gif图 2-3 具有充电 FET 驱动钳位的驱动器

图 2-4 与简单的驱动器电路非常类似,但与仅使用 R2 相比,其增益电路有助于更快地关断充电 FET。此电路由 Q1 栅极电压供电,即使 PACK- 电压降至 GND 电平之下,Q4 也会在电压存在时保持导通。PNP 或 P 沟道 FET 都可以用于 Q4,FET 电压会受控制,需要较少的电流,但 VGSth 可能大于 PNP 晶体管的 VBE。额外的二极管 D3 在驱动器导通时,将使 Q4 的基极电平高于发射极电平。驱动器必须为 RGS 电阻 R2 和基极电阻 R5 提供电流,因此在 FET 导通时,需要比简单驱动器电路更高的电流。

GUID-20201008-CA0I-QKDN-RCCH-BKHGWF5BPVJH-low.gif图 2-4 PNP 关断的充电 FET 驱动器

一种高性能方法是将隔离式栅极驱动器用于充电路径,如图 2-5 中所示。不管 PACK- 电压如何,隔离式驱动器可以在需要时非常有效地驱动充电 FET 栅极变为高电平或低电平,但它需要隔离式电源。

GUID-20201008-CA0I-PHN2-DX6F-QLVQWZBPMLWV-low.gif图 2-5 隔离式驱动器

本应用报告中的测试电路使用图 2-1 的简单驱动器电路和图 2-4 的 PNP 电路。