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自舉電路在高電壓柵極驅動電路中的應用

CHANBAEK ? 來源:開關電源技術 ? 作者:開關電源技術 ? 2023-05-11 17:53 ? 次閱讀

一、自舉電路核心原理

電容兩端電壓不能突變:

根據電容公式,i=C*du/dt,得知du/dt=i/C,故電容兩端電壓從0升到VDD時,取決于電流和電容的比值。 容值一定時,電流越大,電壓上升越快; 電流一定時,容值越小,電壓上升越快。

二、簡單的自舉電路模型

只有一個6V電源,但是想要輸出12V電壓,就可以應用自舉電路。 下圖二極管D1和電容C1就構成了自舉電路。

pYYBAGRcug-AA881AAOMijBBRCw265.png

1.A狀態為電容充電狀態,此時開關A閉合,開關B斷開,Q1導通,C1負極與地導通,電流從電源VDD出發,通過D1,經過C1,經過Q1,再流回D電源VDD。 達到穩態后,電容上端對地電壓為6V,下端對地電壓為0V.

2.當開關B閉合,開關A斷開,Q1截止,電容下端電壓與電源正極直連,此時電容下端對地電壓等于電源正極對地電壓為6v。 由于電容兩端電壓不能突變,電容上端相對電容下端電壓為6v,電容下端相對地電壓為6v,所以電容上端相對地電壓為12v。 由于D1的反向截止作用,使得電容上端對地可以保持12v。

3.在實際模型中,由于反向二極管和MOS管均存在微弱的漏電,自舉電路需要不斷切換狀態來對自舉電容充放電來保證電壓長時間穩定。 自舉電路的供電能力取決于自舉電容的大小。

三、自舉電路在高電壓柵極驅動電路中的應用

工作原理

當Vs降低到IC電源電壓VDD或下拉至地時(低端開關導通,高端開關關斷),電源VDD通過自舉電阻RBOOT和自舉二極管DBOOT對自舉電容CBOOT進行充電,如下圖紅色所示。 當Vs被高端開關上拉到一個較高電壓時,此時VBS電源浮動(Q1導通,VB電位=Vs+VDD,Vgs>Vgs(th)),自舉二極管處于反向偏置,軌電壓(低端開關關斷,高端開關導通)和IC電源電壓VDD被隔離開。

poYBAGRcuhSAEA2WAAHGp4Pf9cU055.png

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