一文學(xué)會(huì)自舉電路原理

2021-03-25 17:10:10

自舉電路字面意思是自己把自己抬起來(lái)的電路，是利用自舉升壓電容的升壓電路，是電子電路中常見(jiàn)的電路之一。

我們經(jīng)常在IC外圍器件中看到自舉電容，比如下圖同步降壓轉(zhuǎn)換器（BUCK）電路中，Cboot就是自舉電容。

為什么要用自舉電路呢？這是因?yàn)樵谝恍╇娐分惺褂肕OS搭建橋式電路，對(duì)于下管NMOS導(dǎo)通條件很好實(shí)現(xiàn)，柵極G與源極S之間的電壓Vgs超過(guò)Vgs(th)后即可導(dǎo)通，Vgs(th)通常比較低，因此很容易實(shí)現(xiàn)。

而對(duì)于上管Q1而言，源極S本來(lái)就有一定的輸出，要知道，當(dāng)上管導(dǎo)通時(shí)，漏極D和源極S之間的電壓Vds是很小的，如果要想直接驅(qū)動(dòng)?xùn)艠OG，滿足Vgs>Vgs(th)的條件，則需要在柵極G和地之間加一個(gè)很高的電壓，這個(gè)難以實(shí)現(xiàn)控制。

自舉電路應(yīng)運(yùn)而生。

有了自舉電路，就可以輕松在上管柵極G產(chǎn)生一個(gè)高壓，從而驅(qū)動(dòng)上管MOS。

具體原理框圖如下：

輸入總電壓VIN經(jīng)過(guò)internalregulator后輸出一個(gè)直流低壓V，用于Vboot充電，這個(gè)internalregulator一般是LDO架構(gòu)的電源。

當(dāng)下管Q2導(dǎo)通時(shí)，SW電壓為0，LDO輸出電壓V—>二極管—>自舉電容C1—>下管Q2，通過(guò)這條回路對(duì)電容進(jìn)行充電，電容兩端兩端電壓約等于V，此時(shí)A點(diǎn)電壓也是V。

當(dāng)下管Q2斷開時(shí)，SW位置電壓不是0，電容兩端存儲(chǔ)了電壓V，A點(diǎn)電壓被太高后比SW位置電壓高了V，相當(dāng)于Q1的柵極G比源極S高了電壓V，使得上管Q1導(dǎo)通，此時(shí)A點(diǎn)的電壓變?yōu)閂+Vsw，實(shí)現(xiàn)了電壓抬升，自己把自己的電壓舉了起來(lái)。

下圖是某IC自舉電容電壓實(shí)測(cè)波形，黃色和綠色曲線分別是電容兩端相對(duì)于系統(tǒng)GND的電壓波形，粉色是V綠-V黃，是電容兩端的電壓波形。

可以看到隨著管子的開關(guān)，電容兩端的電壓一直不變，保持為內(nèi)部LDO的電壓，而電容兩端相對(duì)于系統(tǒng)GND的電壓一直在波動(dòng)，一會(huì)被升上去，一會(huì)又降下來(lái)，以此實(shí)現(xiàn)在需要的時(shí)候，電容高邊的電壓足夠高，以驅(qū)動(dòng)上管導(dǎo)通。

以上就是自舉電路的基本原理。

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