Concept SCALE-2 IGBT模块驱动芯片组功能介绍(3)

用三极管构成的推动级电路的介绍(1)：

右图是最常见的推动电路，上管用NPN，下管用PNP，组成推挽放大电路。

优点：

正逻辑，简单，非常容易用。

缺点：

1.饱和导通时有0.7V的饱和压降；在做驱动器的推动级时，损耗较大，在开关频率较高时，发热尤其明显；

2.在峰值驱动电流较大时，三极管的CE电压降变得较高，因此为了保证门极电压为15V，电源电压需要设计为17V~18V；

3. 三极管响应速度较慢，基极到发射极的反应时间稍长，在做有源钳位电路的反馈端通道时，显得有点慢。

用三极管构成的推动级电路的介绍(2)：

右图的两个电路，在实际的分立元件的电路中比较少见，但在集成电路中，这种电路也比较常见。在此仅供参考。
在CONCEPT的老一代产品2SD106AI及2SD315AI中有这种电路的应用。

用MOSFEF构成的推动级电路的介绍(1)：

右图是一种比较常见的用MOSFET构成的推动级电路，上管用P沟道，下管用N沟道。

两个MOSFET都需要特殊的电平进行驱动，需要电平转换以获得。

优点：

损耗比三极管小，速度快；

缺点：

1. P沟道的MOSFET导通电阻较大，不容易购买；

2. 如果使用0V-15V逻辑时，MOSFET的门极会承担超过30V的电压，需要选用比较特殊的MOSFET才行。

用MOSFEF构成的推动级电路的介绍(2)：

右图的电路中上下管都使用了N沟道的MOSFET，这种电路的特点：
1. 是N沟道的导通电阻比较小，容易购买；
2. N沟道的mosfet比P沟道的mosfet在同等导通电阻的情况下，芯片面积要小，若集成在IC中，成本优势很明显；
3. 整体损耗比较低，驱动器容易输出较大的峰值电流；

这种电路的难点在于：如何驱动上管MOSFET？

右侧所示电路正是CONCEPT推出的SCALE-2驱动器的推动级所采用的电路。
SCALE-2采用的推动级电路(1)：

右下图中，Viso已经是系统的最高电压了(+15V)，如果驱动上管mosfet导通，则意味着，AUX比GH的电位高10V，且GH的电位等于Viso，这时上管mosfet的门极电压AUX会比Viso要高10V，而Viso已经是系统的最高电压了。这意味着：需要制造出一个比系统最高电压还要高10V的电压，为上管mosfet提供自举电压，进行驱动。

除了自举电路(Boostrap)外，还需要电荷泵电路(Charge pump)，在下一页介绍。

这是这款驱动芯片的精髓之一。

SCALE-2采用的推动级电路(2)—Bootstrap 电路：
右图所示为一个典型的Bootstrap(自举)电路，它由一个二极管(D)和一个自举电容(C)构成，这个电路的目的是为了给上管获得额外的门极驱动电压。当下管mosfet开通时，图中红线所示的电流会给电容充电，最终使电容上得到一定的电压。该电容与上管mosfet的源极(S)接在一起，当需要驱动上管时，驱动芯片就将该电容的电荷送入上管mosfet的门极，从而实现上管的驱动。
这是一种经典的驱动上管mosfet的办法，一个典型的这类驱动IC如，IR2110. CONCEPT将这一技术集成进IGBT驱动器的推动级电路。使得推动级电路的效率及性能大大提升。