MOS自举式驱动电路原理
最近在公司碰到mos驱动芯片损坏的问题，啃了一些资料后还算搞明白了点东西，来分享一些其中的基本原理吧。
应用于电机控制的mos电路基本上都是桥式逆变拓扑，而目前有很多专门应用于这种场景的驱动芯片，基本上把最关键的的驱动控制结构集成在了内部，我们只要根据它推荐的外围电路来搭建就可以很完善的应用。
电路原理：
如上图 q1，q2作为上下管工作时只能有一个管子导通，同时导通会造成电源直接到地短路直接炸管。vs连接负载，电压是浮动的，当下管导通时，vs被拉到gnd，也可以为负压vn;当上管导通时，vs被拉到直流源主电压。
驱动mos管完全导通的电压在15v左右，即mos管的gs之间要保持15v左右的稳定压差。既然vs端是浮动的，那么q1的栅极电压也应该叠加在vs上随着vs的变化而变化，让vgs的压差始终稳定，这样才能正常驱动上mos管。如何保持这个压差呢，那就需要靠自举电容cboot和自举二极管dboot。
电路分析：
当下管q2导通，自举电容通过自举二极管，被供电电压vdd瞬间充电。
当驱动上管q1导通时，驱动芯片内部的结构如下图，是也是一组上下mos管控制输出驱动，通过导通内部上mos，自举电容通过其给外部上管驱动gs供电，关断时内部下mos导通，使得驱动外部的mos管gs寄生电容有放电的路径，从而达到快速关断的目的。(电阻rboot作用是充电周期内限流，二极管dboot作用是在上管完全导通的时候，防止电容通过供电回路放电)。
整个电路的基本原理就是这样，但也会有两个问题：
1.自举电容进行初始化启动和充电受限的问题
启动时，在某些条件下，自举二极管可能处于反偏，上管q1的导通时间不足，自举电容不能保持所需要的电荷，从而使驱动能力不足。如图所示，在vdc到自举电阻之间串联一个启动电阻rstart，在上电时对自举电阻充电，可以解决这个问题。
2. vs端产生的负压问题
上管断开的时候，我们的负载电机线圈会产生感应电动势，线圈中的电流会阻止电流的降低，于是瞬间切换到下管的体二极管上续流。由于寄生电感ls1，ls2的的存在，vs会感应出负压，这个值vs=-ls*di/dt，幅值的大小取决于寄生电感ls。
如果vs幅值过大，又会产生三个问题
①自举电容过压;cboot的压降等于vdd-vs，vs为负压，相当于负压越大，电容两端承受的压差越大。
②当这个负压超过驱动芯片的极限电压，芯片也会损坏。
③上管q1的vgs=vg-vs，因为此时上管关断，所以vg=0，也就代表着vgs的幅值等于vs的绝对值，当这个值超过mos管的门限阈值电压，上管就会导通，这时上下管同时导通，管子就会炸裂。
解决方案
①在自举二极管前面的限流电阻，取值不能太大，一般取5-10ω，用来限制自举电容的充电电流，防止充电时电流过大损坏，同时可缓解vs端负压造成的影响。自举电容也可以并联一个稳压二极管，防止mos管产生的浪涌电流造成损坏，同时让电容两端电压更稳定。
②在下管q2的ds之间可以并联一个低压降的肖特基二极管。当上管关断时，vs产生的负压就会被钳位，一般管压降为0.7v。vs负压也就被限制在-0.7v。
总结：
1.由于上管的开启需要自举电容对其放电，为了保证上端的正常开关，需要调节pwm，给自举电容预留一段充电时间。
2.自举电容取值一般以无感或低感的电容为好，另外pcb布局上充放电回路要尽量短，减少走线的寄生电管，避免产生lc振荡。
3.自举二极管dboot一般考虑导通电流和反向耐压值。自举二极管用于自举电容的充电，当上管开启时，它承受着mos管漏极相等的电压，所以二极管反向承受电压要大于供电电压。如果vs为负压，反向耐压则>vp+负压 的电压之和。一般选用反向耐压和反向恢复时间性能都较好的快恢复二极管。
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电路原理：
如上图 q1，q2作为上下管工作时只能有一个管子导通，同时导通会造成电源直接到地短路直接炸管。vs连接负载，电压是浮动的，当下管导通时，vs被拉到gnd，也可以为负压vn;当上管导通时，vs被拉到直流源主电压。
驱动mos管完全导通的电压在15v左右，即mos管的gs之间要保持15v左右的稳定压差。既然vs端是浮动的，那么q1的栅极电压也应该叠加在vs上随着vs的变化而变化，让vgs的压差始终稳定，这样才能正常驱动上mos管。如何保持这个压差呢，那就需要靠自举电容cboot和自举二极管dboot。
电路分析：
当下管q2导通，自举电容通过自举二极管，被供电电压vdd瞬间充电。
当驱动上管q1导通时，驱动芯片内部的结构如下图，是也是一组上下mos管控制输出驱动，通过导通内部上mos，自举电容通过其给外部上管驱动gs供电，关断时内部下mos导通，使得驱动外部的mos管gs寄生电容有放电的路径，从而达到快速关断的目的。(电阻rboot作用是充电周期内限流，二极管dboot作用是在上管完全导通的时候，防止电容通过供电回路放电)。
整个电路的基本原理就是这样，但也会有两个问题：
1.自举电容进行初始化启动和充电受限的问题
启动时，在某些条件下，自举二极管可能处于反偏，上管q1的导通时间不足，自举电容不能保持所需要的电荷，从而使驱动能力不足。如图所示，在vdc到自举电阻之间串联一个启动电阻rstart，在上电时对自举电阻充电，可以解决这个问题。
2. vs端产生的负压问题
上管断开的时候，我们的负载电机线圈会产生感应电动势，线圈中的电流会阻止电流的降低，于是瞬间切换到下管的体二极管上续流。由于寄生电感ls1，ls2的的存在，vs会感应出负压，这个值vs=-ls*di/dt，幅值的大小取决于寄生电感ls。
如果vs幅值过大，又会产生三个问题
①自举电容过压;cboot的压降等于vdd-vs，vs为负压，相当于负压越大，电容两端承受的压差越大。
②当这个负压超过驱动芯片的极限电压，芯片也会损坏。
③上管q1的vgs=vg-vs，因为此时上管关断，所以vg=0，也就代表着vgs的幅值等于vs的绝对值，当这个值超过mos管的门限阈值电压，上管就会导通，这时上下管同时导通，管子就会炸裂。
解决方案
①在自举二极管前面的限流电阻，取值不能太大，一般取5-10ω，用来限制自举电容的充电电流，防止充电时电流过大损坏，同时可缓解vs端负压造成的影响。自举电容也可以并联一个稳压二极管，防止mos管产生的浪涌电流造成损坏，同时让电容两端电压更稳定。
②在下管q2的ds之间可以并联一个低压降的肖特基二极管。当上管关断时，vs产生的负压就会被钳位，一般管压降为0.7v。vs负压也就被限制在-0.7v。
总结：
1.由于上管的开启需要自举电容对其放电，为了保证上端的正常开关，需要调节pwm，给自举电容预留一段充电时间。
2.自举电容取值一般以无感或低感的电容为好，另外pcb布局上充放电回路要尽量短，减少走线的寄生电管，避免产生lc振荡。
3.自举二极管dboot一般考虑导通电流和反向耐压值。自举二极管用于自举电容的充电，当上管开启时，它承受着mos管漏极相等的电压，所以二极管反向承受电压要大于供电电压。如果vs为负压，反向耐压则>vp+负压 的电压之和。一般选用反向耐压和反向恢复时间性能都较好的快恢复二极管。
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