图腾柱就是上下各一个晶体管，上管为NPN，c极端正电源，下管为PNP，e极端负电源，注意，是负电源，是地。两个b极接在一起，接输入，上管e和下管c接在一起，接输出。匹配电压或增加电压IO口的驱动能力。图腾柱电路有几种变种，一种是两管全用NPN，但是下管通过反相器接收输入，也起到同样的作用；另一种是下管的e接地，两管之间用稳压管代替负电源。
1)首先要确定的是你需要多少驱动力？驱动负载(一般可以认为是功率管)是多少？MOSFET例如，驱动实际上是正确的MOS门级电容器的充放电应该考虑你有多少MOS并联，门级电容有多大？MOS的Rg有多大，加上驱动电路寄生电感，其实是一个LRC串联回路。
2)用简化的公式计算驱动能力I=C*Du/Dt，MOS首先确定门级电容器，然后考虑您准备的门级电压，然后是建立和消除电压的时间，这涉及到MOS打开和关闭速度将直接影响功率管的损耗和其他问题，如应力。经过思考，驱动电流将出来。
3)获得所需的驱动电流，然后考虑驱动电路的一堆寄生参数，以推出图腾柱电路需要提供多少驱动电流（注意脉冲电流）。
4)此时再考虑的是你PCB板layout空间、位置、准备为这个电路选择设备要花多少钱MOS还是BJT，综合考虑，然后找到选择设备的方法，当然也要考虑IC输出信号和您选择的图腾柱设备（MOS或BJT）两者之间也是一条回路，会有问题吗？
5)另外要考虑的是这个图腾柱能否完全关闭，这就要考虑N在上还是P在上，正开还是负开，比如选择PMOS关闭时，图腾柱输出仍然等于Vgs电压加在你的负载中MOS如果这个电压高于你的负载MOS门槛，这意味着你没有关掉，尽管你关掉了前面。更痛苦的是，前面和后面更痛苦MOS门槛电压tolerance会很大，然后考虑温度系数。
6)还需要考虑的是图腾柱的设备也需要功耗，所以要考虑它的温度和功耗是否会有问题。
总之，具体用时要考虑的问题确实很多，单挑出来很简单，但是加在一起，真的要花点时间研究计算。因为是产品，所有规格参数，寄生参数，tolerance，温度，cost，PCB空间等等，前后都要面对一堆问题，不像写paper或者模拟，抓一点，其他的都可以考虑为理想状态，这样理想的结果当然可以很快推出。
1、驱动MOS管或IGBT管道，有些管道可能需要较大的驱动电流或灌注电流，此时需要使用图腾柱电路，如图所示。
2.在实际使用中，如果我们遵循图中所示的电路，通常会因为接线电感和管道的结电容而引起谐振。此时，我们可以在电路图中添加它R1与D加速放电，避免共振。
3.如果我们的设备整体抗干扰能力较弱，我们会发现图腾柱电路容易受到干扰，产生错误动作。
4.为了提高图腾柱的抗干扰能力，我们可以将电路改为下图所示。
5.如果还有问题，可以在图中添加电容，完美解决图腾柱容易干扰的问题。
因为这个结构画的电路图有点像印度人的图腾柱，所以叫图腾柱输出(也叫图腾输出)。输出极采用上电阻连接NPN晶体管的集电极，该管的发射极与下管的集电极同时输出；下管的发射极接地。前级控制分别连接两管基极。从直流角度看，上下输出管串联，两管连接处为输出端。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。如果电路逻辑两管均匀截止，则输出为高电阻。在开关电源中，类似的电路常称为“半桥”。
图腾大多是由于部落对生殖器官及其能力的崇拜。在古代，人类的寿命很短，生存困难，所以他们非常重视能够提高生存能力的生殖能力。说到男人，这个人有很强的能力，部落里的人会非常钦佩他。图腾柱驱动器在电路上也有同样的能力：向上和向下的驱动力非常强，速度非常快，只要有电就不知疲倦。
图腾柱驱动电路的作用是提高电流驱动能力，快速完成门极电荷的充放过程。
此时，图腾柱电路可能需要较大的驱动电流或灌注电流。
Qn：N BJT
Qp：P BJT
Qmos：待驱动NMOS
Rb：基极电阻
Cb：加速电容
Rc：集电极电阻
Rg：驱动电阻
左侧输入驱动信号Drv_b(驱动能力弱)通过图腾柱输出电路从三极管发射极公共端获得驱动能力(带载能力)大大增强的信号Drv_g；从能量的角度来看，弱能量信号Drv_b通过Qn和Qp的作用，从Vcc取电(获得能量)，从而变成携带高能量Drv_g在这种能量传递过程中，Qn和Qp截止和饱和状态分别交替工作；
具体工作流程(逻辑分析)如下:
以方波为例，1代表高电平，0代表零电平，-1代表负电平；Vb表示Qn和Qp公共基极电压，Vqn_c表示Qn管道的集电极电压，Vqn_be表示Qn管道基极-发射极电压，Vqp_be表示Qp基极-发射极电压
当输入驱动信号时Drv_b=1则Vb=1，Vqn_be=1，由于：Qn两端有一个Vcc电压，即Vqn_ce=1，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=1，这时MOS管结电容快速充电； （Qn能量由管饱和导通Vcc大大提高了驱动能力。
当输入电压为低电平时Drv_b=0则Vb=0，Vqp_be=-1，由于MOS管上的结电容有电压，即Vqp_ec=1，所以，Qp管饱和导通，Qp管电流主要从极流发射到集电极，Drv_g=0;这时MOS管结电容快速放电；（Qp管饱和导通，MOS加道放电速度加快)
图腾柱放大电路由两个三极管组成Q2和Q构成，上管是NPN型三极管，下管是PNP型三极管；NPN三极管集电极连接变压器辅助绕组供电输出端R7相连，与芯片共享相同VCC，供电电压为20V，从直流的角度来看，该电路是串联的。两对管共射连接处为输出端。该电路结构类似于B类推拉功率放大器OCL。
GATE输出的方波信号正负两个半周(高-低电平)由推拉输出Q2、Q3的两个臂轮流放大，每个臂的导电时间是脉冲的半个周期，方波脉冲的工作频率为25-50KHz(频率因负载而异)。电路工作的逻辑过程是高电平输入、上管导管截止、高电平输出；低电平输入、下管导管截止、低电平输出；当电路逻辑上下管截止时，输出为高电阻。类似的电路在开关电源电路中常被称为半桥。图腾柱简化及等效电路图如下
静态：Vi=VoQ2、Q3均不工作，Vo=0V
动态：Vi=H(高电平)Q2导通、Q3截止；Vi=L(低电平)Q3导通、Q截止日期；两个三极管分别在半个周期内工作，该电路的工作原理与B类推挽功放相似。
由等效电路可知：驱动电流Io=C×（Vgs÷Dt）=(Vcc-Vgs)÷R，以下关系类型由此推出：
Vcc=Vgs*(1 RC/t)
て=RC<dt,>
Vcc≈Vgs
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20V。
在上述电路中： R8为图腾电路的输入电阻，R8取值为100Ω；R4为图腾电路的输出电阻取值为10Ω。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。
①、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：
Vip=3.0V,R=100Ω（设计值）
Iip=Vip÷R8=3÷100=30mA；
②、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：
Vop=9.6V,R=10Ω（设计值）
Iop=Vop÷R4=9.6÷10=960mA。
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。
|