电荷泵自制MOS管高压驱动电源

2019-07-14 00:03发布

在电机驱动电路中,通常采用MOS作为驱动单元,而MOS管为电压驱动器件,需要5V-10V的驱动电压才可以开启,一般的控制电路为3V-5V工作电压,直接连接无法驱动MOS管正常工作,或者由于导通电阻过大,MOS管发热严重。另一方面,由于PMOS导通电阻大,价格贵,替换种类少等原因,在高端驱动方式也,通常还是用NMOS,这样就要求门极驱动电压在驱动电压的基础上再增加5-10V,也就是说,如果驱动负载的电源为12V,高端驱动MOS管门极就需要17-22V的驱动电压,这样就比较麻烦了,市面上现有的MOS管门极驱动芯片大多比较贵,种类也很少,而且电路也比较复杂,而如果我们可以提供一个22V的电源,用开关来控制这个电源何时加载到MOS管门极上,就可以自制MOS管门极驱动电路了,从而可以使用普通的单片机来控制大电流设备,现在来说,就差一个驱动电源了。一般的单片机小系统提供的电源通常是3.3V或者5V,如果采用升压的方式来获得高电压,可用的方式基本就是DCDC变换了,我们只是驱动几个MOS管,电流极小,DCDC变换的效率就很低了,而且引入了电磁干扰,对系统的稳定性打了折扣,同时此方案的成本也会提高不少;另一种方案就是我这次要讲的电荷泵,只需要几个电容和二极管,就可以得到自己想要的电压,很方便,而且电流越小,效率越高,对于我们驱动MOS管足够了。原理图如下:
这个方案使用MCU的电源,电压3.3V,P1和-P1为两个相位相差180度的方波信号,这个电路最终可以在输出端得到12-16V稳定的直流电,而且P1频率在器件特性内频率越高,输出纹波越小,如果需要更高的电压就可以参考增加更多的单元,每增加一个单元,电压提高3V左右。