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自举电容器(自举电容器)的工作原理
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自举电容器,内部高端MOS需要获得高于IC VCC的电压,该电压由自举电路升压以获得高于VCC的电压,否则,高端MOS不能被驱动。

自举是指由开关电源MOS管和电容器组成的升压电路,电容器通过电源充电以使其电压高于VCC。

最简单的自举电路由一个电容器组成。

为了防止增加的电压再充电到原始输入电压,添加了一个二极管。

自举的优点是通过利用电容器两端的电压不能突然改变的特性来增加电压。

例如,如果MOS的饮料电极电压为12V,源电极电压最初为0V,栅电极驱动电压也为12V,则当MOS导通时,随着饮料减压,源电极电压将增加减去一个小的开启电压降,则Vgs电压将接近0V,并且在开启瞬间后MOS将再次关闭,再次开启,再次关闭...。

如果继续,则高电平N倍于工作频率的频率脉冲在MOS的Drink极和Source之间传递了很长时间。

这样的脉冲尖峰将在MOS上产生过大的电压应力,并且MOS管将很快损坏。

如果在MOS的栅极和源极之间连接了一个小电容器,则在MOS不导通时该电容器将被充电。

在MOS导通且源极电压升高之后,栅极电压将自动增加以保持MOS导通。

对于MOSFET,导通的条件是栅极和源极之间的电压(Ugs)大于某个阈值,这对于相同的阈值是不同的。

下图显示了一个NMOS半桥。

对于低端管Q2,由于其源极接地,所以当要求Q2导通时,只需在Q2的栅极上加上一定的电压即可。

然而,对于高端,由于管Q1的源极的电压Us处于浮动状态,因此不宜向其栅极施加电压以使Q1的Ug满足导通条件。

想象一下,理想地,Q2的导通电阻为0,也就是说,当Q2导通时,Q2的Uds为0,则Us = Ud,并且Q2的栅极电压Ug必须大于Ud。

简而言之,需要增强。

高端管有几种驱动方法,例如使用隔离变压器。

自举驱动器IC简单实用,目前已被广泛使用。

下面简要介绍自举的工作过程,目的是阐明自举的工作原理,更合理的设计电路,布局和器件选择。

电路图首先,下图是MOSFET驱动器IC的电路图。

值得注意的是,为简化分析目的简化了电路。

如上图所示,该电路并不陌生。

二极管D1和电容器C1分别称为自举二极管和自举电容器。

一些集成电路将自举二极管集成到该集成电路中。

简化上图的驱动程序,仅保留其输出级,得到下图:注意:该图是示意图,仅用于功能描述。

下图中的黄色框可以看作是一个开关,便于下面的分析和理解。

充电过程可以理解为半桥的两个禁止同时打开。

下图是半桥低端导通的示意图。

如上图所示,半桥的高端管关闭,低端管打开。

此时,泵浦二极管和泵浦电容器形成充电电路。

从上图可以看出,+ 15V电源经过泵浦二极管,泵浦电容器,半桥的低端管,然后再接地(电源的负极)。

它们形成一个环路来为泵浦电容器充电,以使电容器两侧的电压均为15V,即Uc = 15V。

在放电过程中,分析半桥低端管闭合的情况,如下图所示:由于半桥低端管闭合,上述环路被切断断开,并且泵浦二极管处于反向截止状态。

由于高端管已打开,因此Ug = Uc + Us。

获取Ugs = Ug-Us = Uc。

由于电容器在充电过程中已被充电,因此Uc的电压约为15V。

即,Ugs = 15V。

该电压可以导通高端管的MOSFET。

至此,自举电路在一个PWM周期内的工作过程已经完成,可以理解为泵浦电容器的充电和放电过程。

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