为什么叫图腾柱？图腾柱驱动的作用与原理.docx
Ol为什么取名图腾柱？由于此结构画出的电路图有点儿像印第安人的图腾柱，所以叫图腾柱式输出（也叫图腾式输出）。输出极采用一个上电阻接一个NPN型晶体管的集电极，这个管子的发射极接下面管子的集电极同时输出；下管的发射极接地。两管的基极分别接前级的控制。就是上下两个输出管，从直流角度看是串联，两管联接处为输出端。上管导通下管截止输出高电平，下管导通上管截止输出低电平，如果电路逻辑可以上下两管均截止则输出为高阻态。在开关电源中，类似的电路常称为“半桥”。一种比较有意思的解释：图腾大多是出于部落中对生殖器官及其能力的崇拜，因为古时人类的寿命很短，生存困难，所以对能增加生存能力的生殖力很看重，说到男性身上就是这个人的那个能力很强，部落里的人就会很佩服他。图腾柱驱动在电路上也具备了同样的能力：向上向下的推动和下拉力量很强，速度很快，而且只要有电就不知疲倦。02图腾柱驱动的作用与原理图腾柱驱动的作用：图腾柱型驱动电路的作用在于：提升电流驱动能力，迅速完成对于门极电荷的充电或者放电的过程。什么情况下用到图腾柱驱动？某些管子可能需要比较大的驱动电流或者灌电流，这时候就需要用到图腾柱电路。分析一下图腾柱提升驱动的原理器件作用说明：Qn：NBJTQp：PBJTQmos：待驱动NMOSRb：基极电阻Cb：加速电容Rc：集电极电阻Rg：驱动电阻原理分析：左边一个输入驱动信号Drv_b（驱动能力很弱）通过一个图腾柱输出电路,从三极管的发射极公共端出来得到驱动能力（带载能力）大大增强的信号Drv_g；从能量的角度来讲，弱能量信号Drv_b通过Qn和Qp的作用，从Vcc取电（获取能量），从而变成了携带高能量的Drv_g信号；在这个能量传递的过程中，Qn和Qp分别交替工作在截至和饱和状态；具体工作过程（逻辑分析）如下：这里以方波为例，1代表高电平，O代表零电平，-1代表负电平；Vb表示Qn和QP的公共基极电压，Vqn_c表示Qn管子的集电极电压，VqnJDe表示Qn管子基极-发射极电压，Vqp_be表示QP基极-发射极电压当输入驱动信号DrV_b=l则Vb=1,VqnJDe=L由于：Qn两端有一个VCC电压，即Vqnje=L所以，Qn管饱和导通，Qn管电流主要由集电极流向发射极,Drv_g=l,这时MOS管结电容迅速充电；（Qn管饱和导通，能量由VCC提供驱动能力大大增强）当输入电压为低电平Drv_b=0则Vb=0,VqpJe=T,由于MOS管上的结电容存在电压，即Vqp_ec=l,所以，Qp管饱和导通，QP管电流主要由发射极流向集电极，Drv_g=0;这时MOS管结电容迅速放电；（QP管饱和导通，MOS管放电速度加快）实际分析一个图腾柱驱动电路的驱动能力电路描述图腾柱放大电路由两个三极管Q2和Q3构成，上管是NPN型三极管，下管是PNP型三极管;NPN型三极管的集电极接变压器辅助绕组供电输出端,与R7相连，与芯片共用同一VCC,供电电压为20V,该电路从直流角度看是串联的，两对管共射联接处为输出端，本电路结构类似于乙类推挽功率放大器OCL0理论分析GATE输出的方波信号正负两个半周（高-低电平）分别由推挽输出级Q2、Q3的两“臂”轮流运算放大，每一“臂”的导电时间为脉冲的半个周期，此处方波脉冲的工作频率为25-50KHz（该频率根据负载的不同而变化）。电路工作的逻辑过程是，高电平输入，上管导通下管截止，输出高电平；低电平输入，下管导通上管截止，输出低电平；当电路逻辑的上下两管均截止时，则输出为高阻态。在开关电源电路中，类似的电路常称为“半桥”。图腾柱简化及等效电路图如下理论计算如下:A、工作状态分析静态：Vi=Vo-*Q2、Q3均不工作，VO=OV动态：Vi=H(高电平)-*fQ2导通、Q3截止；Vi=L(低电平)Q3导通、Q2截止；两只三极管分别在半个周期内工作，该电路的工作原理类似于乙类推挽功放。由等效电路可知：驱动电流Io=CX(Vgs÷Dt)=(Vcc-Vgs)÷R,由此推出如下关系式：Vcc=Vgs*(1+RC/Dt)V<=RC<<Dt,VccVgs由此看出，从直流电压的角度来考虑，只要VCC电压正常，并大于MOSFET的门电压,足以使MOSFET永远工作在开/关状态,本电路VCC电压设计值为20V0B、电流放大倍数在上述电路中：R8为图腾电路的输入电阻，R8取值为100Q；R4为图腾电路的输出电阻取值为10o为了便于理解和推广，避开繁琐的数学计算，在正常工作状态下,直接测量图腾电路的输入电阻R8和输出电阻R4两端的峰值电压,通过测量的峰值电压来初略计算电路的输入和输出端的峰值电流，以此验证引入电路的实际效果。、测试R8的电压波形计算图腾电路的输入峰值电流，计算过程如下：测量结果：VVip=3.0V,R=100Q(设计值)Iip=Vip÷R8=3÷i00=30mA;、测试R4的电压波形计算图腾电路的输出峰值电流，计算过程如下:测量结果：VVop=9.6V,R=IO（设计值）.*.Iop=Vop÷R4=9.6÷10=960mAo由此可见，图腾逻辑电路的输出峰值电流Iop是输入峰值电流IiP的32倍。
