干货!一种简易的MOSFET自举驱动电路设计分享

功率开关器件MOSFET在驱动电路中的应用频率在最近几年直线上升，在一些中小功率的开关电源产品中，利用MOSFET完成驱动电路的设计不仅省时省力，还具有良好的功率转换效果。本文将会为各位工程师分享一种建议的MOSFET自举驱动电路设计方案，下面就让我们一起来看看吧。

相信大多数工程师都非常了解的一个设计要求是，在一个开关电源的电路设计过程中，驱动电路的工作要求是在最短的时间内改变MOSFET的阻抗，使其从最大值转换成最小值。实际的导通时间至少是理论值的数量级2、3倍的时间延迟。这一要求也从侧面说明了一个问题，那就是MOSFET的寄生参数比抽象出来的模型复杂的多，它们将会随驱动电压的改变而改变。而自举驱动电路的设计目的是把这些电容充满，使门极电压达到导通值。主板buck电路设计中，为降低续流二极管的导通损耗，用低导通阻值的场效应管代替二极管，上下两个开关管交错导通,即所谓同步整流模式，其电路设计效果如下图图1所示。

图1 同步整流结构中的上下端开关管

在图1所展示的这一同步整流结构的电路图中可以看到，下端开关管源极接地驱动相对简单，上端源极(Phase端)电压在0—Vin间变化，驱动时需要自举电路实现门源间的电压差。因此，根据功率器件MOSFET的开关特点，本文设计了带自举能力的MOSFET推挽驱动电路，其电路结构的设计图下图图2所示。

图2 MOSFET驱动和门极放电回路设计

图2所展示的这一MOSET驱动和门极放电回路结构中，这种电路主要被用于图1所展示的上端开关管的驱动，由于上端MOSFET的源极接滤波器和下端开关管无法接地而处于悬浮状态，需要同步的自举电路来抬升门极驱动电压，特别是执行导通动作时，源极逐渐上升的电位迫使其他共处一平面接入点的如Q2集电极电位上抬，使GS间的压差减少造成驱动失败。上图中，二极管D1和CBOOT组成自举电路：下端开光管导通时D1导通，CBOOT充电至输入电压。下端关断时，上端源极电位逐渐上升，D2关断，电容上端的电压也随之上升，这样实现了自举功能。