新闻速递自举电容器：Buck电路的关键驱动力

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自提电容器在B电路中发挥着至关重要的作用，通过利用电容两端电压不能突变的特性，现对高侧MOSFET栅极电压的提升，从而保证其正常通断并为负载提供能量。本文解析了自提电容器的工作原理、选择标准及其在电力电子领域的应用例，旨在提高B电路的性能和稳定性。数据显示，开关电源的发展潜力不可小觑，也是其存在的必然性。壹芯微科技组建了优秀的生产管理团队,通过并严格执行ISO9002质量管理体系,公司从美国台湾等地引进大量先进的封装、测试全自动化设备,为壹芯微的品质奠定了坚实的基础。https://www.szyxwkj.com/products/hcpl2630.html

B电路中自提电容器的工作原理是了解电路运行机制的关键部分。它利用电容器两端电压不能突变的特性，在一定条件下完成电压升高，从而驱动高端MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)的正常运行。
一、B电路简述
B电路，又称降压转换电路，是一种广泛使用的DC-DC转换器，其主要功能是将较高的DC输入电压转换成较低的DC电压。功率开关(如MOSFET)通常由功率开关组成、BQ3285ESS电感器、电容器、二极管及其控制电路等部件。自提电容器在这些部件中起着至关重要的作用，特别是当需要驱动高端MOSFET时。
二、自举电容器的作用
自提电容的主要功能是在B电路中提供高输入电压（V）高侧MOSFET的栅极驱动电压，以确保其能够正常通断。由于高侧MOSFET的源极(S极)相互连接到输入电压V，并且栅极(G极)必须比源极更高的电压才能通断（即VV，其中V为栅源极电压，V为阈值电压），因此必须有一个系统来提高栅极电压。自提电容是利用电容两端电压法突变的特点，按照巧妙的电路原理现这一功能。
、自提电容器的工作原理
自提电容器的工作原理可以分为充电过程和放电过程两个阶段。为了现高侧MOSFET的持续驱动，这两个阶段在B电路的PWM(脉冲宽度调制)周期内交替进行。
1充电过程
当低侧MOSFET通断，高侧MOSFET关闭时，充电过程通常发生在B电路的某个特定阶段。此时，输入电压V根据低侧MOSFET和自举二极管(有时是集成在IC内部的二极管)对自举电容进行充电。
●电路状态：低侧MOSFET通断，将SW(开关)管脚连接到地面。（GND），关闭高侧MOSFET。
●充电回路：V→自举二极管→自举电容(上正下负)→SW管脚→地。
●充电结果：自提电容充电到接近V的电压值。请注意，由于二极管和MOSFET之间的通断压降，特定的充电电压可能略低于V。
2放电过程
当高侧MOSFET必须通断并向负载提供能量时，就会发生放电过程。此时，自提电容利用其储存的电荷来提高侧MOSFET的栅极电压，使其符合通断标准。
●电路状态：关闭低侧MOSFET，准备通断高侧MOSFET。
●放电电路：自提电容(此时已经充电到一定电压)→格栅极极高侧MOSFET→控制器(或其他电路元件)→地面(或定位点)。
●放电结果:当SW管脚电压从地电位升至V(即高侧MOSFET的S极电压升高)时，由于电容两端电压法突变，自提电容的正端电压也随之升高，从而提高了MOSFET的栅极电压。当栅源极电压V超过阈值电压V时，高侧MOSFET通断，逐渐为负载提供能量。
四、考虑自举电容的选择和设计
自提电容的选择在规划B电路时尤为重要。其容值、抗压等数据必须根据际使用场景和电路规定进行选择。
1容值挑选
通常需要根据高侧MOSFET的格极电荷量来提升电容的容值（Q）由电路的输出功率和占空比决定。一般来说，容值过大会增加成本，可能会导致电路响应速度变慢；如果容值过小，可能法提供足够的电荷来维持高端MOSFET的导通状态。因此，必须根据际情况进行测量和判断。
2抗压挑选
自提电容器的耐压等级必须大于或等于SW管脚和地面之间的主要电压差。在B电路中，这种电压差通常等于输入电压V(在理想情况下)。但在际应用中，由于各种因素(如电路中的电压波动、尖峰等)，为了保证电路的稳定性和可靠性，可能需要选择耐压等级更高的电容器。
3其它参考标准
自举电容的ESR(等效串联电阻)除容值和耐压等级外，还应考虑、温度特性、寿命等因素。各种因素都会影响电容器的性能和电路的整体性能。
五、自举电容器的应用例
自提电容器的影子可以在许多B电路的设计中看到。例如，在一些集高侧MOSFET于一体的B转换器IC中，通常会提供一个BOOT(或BST)管脚来连接自提电容器。这类IC已经集成了必要的驱动电路和保护机制，使得外部电路的设计更加简单可靠。
自提电容器在B电路中起着至关重要的作用，它利用电容器两端电压不能突变的特性来提高MOSFET的栅极电压，从而保证其能够正常通断并为负荷提供能量。根据对自提电容器工作原理和选型设计参考标准的深刻理解，我们可以更好地利用这项技术来提高B电路的性能和稳定性。与此同时，随着电力电子技术的不断进步和创新，我相信自提电容器将在更多的领域和场景中发挥重要作用。