Hur fungerar BOOTSTRAP i en High Side Gate Driver?

[jesse]

Jag har tittat lite på MOSFET-drivern FAN7385 (pdf datablad)

Det är en helt "vanlig" dual High side driver.

Det jag inte förstår helt är hur BOOTSTRAP POWER SUPPLY fungerar i olika situationer,dvs - är den beroende av en PWM signal på ingången för att genereras, eller är den självständig? Om den genereras av PWM signalen, vad händer då om PWM duty cycle är 100% ( = DC )

Om man kollar på figur 2 (sid 2 databladet) så är det en vanlig uppkoppling, med en Vs, Vb och HO för varje drivkrets.
Vs är alltså den "flytande" höga spänningen på source - den måste alltså vara minst 10 volt högre än Vs för att utgången HO ska fungera. Här använder man plus 15 volt (relativt GND) via ett motstånd och en diod (Rboot och Dboot) samt kondensatorn Cboot.

Som jag förstår det så behövs någon form av oscillator för att spänningen ska uppstå. Är det så att den här kretsen har en inbyggd oscillator som ständigt är igång som genererar Vb eller skapas detta av PWM-signalen på ingången?

Det kan hända att jag vill köra mycket låga frekvenser, nära DC, för att koppla på eller av mosfetarna. Det skulle inte funka om Vb genereras av PWM-signalen? Den har ju undervoltage protection så jag eldar ju inte MOSFETarna om jag inte skulle lyckas få upp spännignen på Vb, men jag vill ju veta hur jag ska få en garanterad spänning på Vb som motsvarar ungefär 10-12 volt.

Blockdiagrammet (sid 3 databladet) visar att den har en "pulsgenerator" men den förklarar inte närmare vad den gör, men den bör vara central när det gäller skapandet spänningen på Vb?

Kan inte hitta svar på mina frågor i databladet - kanske något som är underförstått för att funktionen är så generell och alla förväntas veta hur den fungerar?

[bearing]

När den nedre transistorn leder laddas kondensatorn. När den övre switchas på tas laddning ur kondensatorn. Det betyder att den nedre måste switchas på ibland; den övre kan inte ha 100% duty. Vid nära 100% on-tid på den övre transistorn blir on-tiden för nedre transistorn så kort att kondensatorn inte hinner laddas tillräckligt.

[kimmen]

Bootstrapspänningen laddas upp vid dioden D_boot (se exemplen) under tiden då den undre effekttransistorn i samma ben av bryggan leder. Så om du vill kunna ha drivning för den övre FET:en under lång tid så behöver du någon extern lösning för att tanka upp bootstrap-försörjningen.

Se sid 18 här för en möjlig lösning med laddningspump:
http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-978.pdf

[jesse]

Tack för hjälpen, det var ungefär som jag misstänkte.
Så det måste vara så att source på MOSFETEN måste variera i spänning i förhållande till ... till vad? ... till GND? Eh... eller i förhållade till den spänning man lägger på andra sidan av bootstrapdioden?

Fast dioden gör väl knappast någon nytta om V-source aldrig går lägre än spänningen på anoden? Så om Vsource ligger konstant på ca +100 volt så måste jag lösa detta på något annat vis.

Jag håller på med en ganska speciell uppfinning där bl.a en av MOSFET'arna är kopplad som en "low side" transistor i en halvbrygga, men med source kopplad till en högre spänningsnivå än GND (kanske 100 volt DC). Spänningen på source kan variera, men den är vanligtvis ganska konstant. Drain, däremot är den delen som switchas och som kopplas direkt till source på den övre transistorn som då drivs av den andra drivkretsen i ovan nämnda gatedriver.

Som jag förstår det så skulle den nedre drivkretsen i det här fallet inte kunna få någon genererad Vb spänning om den kopplades som vanligt. Ska koppa application noten, den verkade innehålla en del bra saker.

(givetvis kan jag koppla GND på gatedrivern på +100V nivån och lösa problemet, men då förlorar jag vitsen med att använda en high-side driver... styrsignalen ligger fortfarande på 0 volt och skulle då behöva en isolator - det är den jag vill undvika med hjälp av gatedrivern av olika orsaker)

[jesse]

jag tror jag löst det hela nu... eftersom kopplingen är ganska unik så orkar jag inte förklara nu, men tack för hjälpen, den ledde mig på rätt spår.