在最近的一个设计项目中，需要一个强大的电源来控制高侧场效应管的栅极。光耦合器很容易将逻辑信号转换到正确的控制电压来驱动fet。然而，为了确保场效应管干净地开启和关闭，设计需要一个坚实的- 15v相对于一个非常漂浮的高侧轨。
一个简单的齐纳二极管和电阻器，可能与场效应晶体管缓冲器，以确保足够的电流，可以在某些条件下做这项工作。然而，在某些情况下，由于没有负极电源，所需的栅极驱动器将略微低于系统中最低的其他供电轨，在本例中为Gnd。在其他时候，它可能比所有其他电源电压高出近100伏特。由于所讨论的设计将用于生产方案，因此解决方案必须远离专有的、昂贵的、单一来源的部件。
该设计已经包含了一个开关电源，可以有效地从一个约12v的输入电源转换到一个4v的内部逻辑电源(图1)．该电源的开关节点，在U610引脚3,L610和D611的交界处，在进入的12v轨道和二极管之间摆动，大约-0.5 V。这可以为充电泵提供饲料。然而，4v电源不能负载过轻，这会导致此时驱动不足，无法支持充电泵。
1.12v降压开关已经在设计中，它提供了一个方波，通过大约10v的摆动从V12生成VeeDrive。
为了保证电荷泵的固态驱动，电源直接来自12v电源和使用晶体管Q610和Q611的地面。请注意，这些不是配置在传统的逆变器配置，这可能会遭受击穿击穿时，两者同时打开在栅极电压转换。
相反，晶体管Q610和Q611是简单的源器件。如图1所示，在Q610和Q611的源端，栅极电压上升超过净VeeDrive的现值约1伏特，Q611打开，VeeDrive因此一直保持在栅极电压以下约1伏特。在交换节点的下降边缘，栅极电压下降，Q611稳稳关闭，Q610开始打开，栅极电压下降到VeeDrive以下约1v。因此，VeeDrive跟随栅极电压下降到大约1v的逻辑地。
因此，VeeDrive提供了一种尖锐而有力的方波，可在1v至11v(相对于Logic GND)之间摆动，共为10v p-p。如果需要多个电源，它足够强大，可以驱动多个充电泵。事实上，这个方波提供了手头设计所需的所有四种供应。
Q612为可选部件。提升网VeeEnable，栅极驱动到Q612，到逻辑高压打开Q612，使电荷泵动作。将VeeEnable降回Logic GND将关闭Q612并禁用低侧驱动，允许VeeDrive在V12以下稳定状态。这将在那些不需要GateDrive供电的时候节省电力。
图2显示了四个充电泵中的一个，使用VeeDrive提供一个浮动电源，该电源跟随一个特定的浮动导轨V浮动．因为栅极驱动器必须至少比V低10v浮动当二极管中出现液滴时，采用两级电荷泵。我的实际设计包括图2中所示的四个电荷泵副本，以相对于四个不同的浮动供应轨产生GateDrive。一个单一的VeeDrive驱动所有四个轨道。
2.电荷泵产生一个强大的电源，总是跟踪15v以下的V浮动，即使电压在地面以下。电压也可以放在V以上浮动通过简单的反转二极管和极化电容器
从C123和C124蓄电池开始放电，当VeeDrive电压低(1v)时，C121通过C123和双二极管D122的右半部分充电至大约V浮动- 1.5 V(二极管的电压降约为0.5 V)。当VeeDrive升高(11v)时，C121通过D122的左半边放电至V浮动- 10.5 V (11 V -二极管的0.5 V压降)。随着循环的继续，电荷继续通过C123，逐渐使C123充电。在稳定状态下，在没有电流流出的情况下，C123将充电至9v，使其负极为V浮动- 9 V。
第二段电荷泵，由C122, D123和C124组成，以类似的方式产生额外的9 v偏移。因此，GateDrive比V低18v浮动．当然，在实际操作中，会有一些电流被抽离，并且有更多的电阻下降，所以实际电压接近15伏。如果电压以某种方式超过18v，齐纳D120箝位电压不超过18v，这保证了GateDrive的20v最大限制不被超越。C125有助于抑制开关过程中电源突然负载引起的开关噪声。
这种安排可以很容易地适应许多情况。如果V浮动相对于飞行电容C121和C122, C123和C124的大尺寸蓄电池可以改变，甚至相当迅速，确保了GateDrive从V浮动．这将是真实的，而飞行的电容器快速充电或放电到适当的水平，以继续电荷泵的行动。
由于飞行电容器是陶瓷的(因此与极性无关)，GateDrive将保持低于15伏特的电压浮动，即使浮动应该落在Logic GND或以下。然而，飞行电容器必须有足够的额定电压，以使V的最高值浮动可以在实践中发生。
在GateDrive的输出电压在实践中是非常一致的，并且很好地匹配了理论值后，考虑了馈电中的各种下降。不过，有几种方法可以调整这种电压。可以很容易地从电荷泵中添加或移除级，以产生不同倍数的输入电压。如果输入电压是可调的，更细的粒度是可能的。
它很容易配置GateDrive时，它必须高于而不是低于V浮动．简单地翻转极化蓄电池电容，以允许新的状态，并反向二极管。通过这些简单的改变，设计将生成大约V的GateDrive浮动+ 15 V。
