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『自举电容如何选择』电机如何选择电容!

DC-DC BUCK芯片的外围电路设计中,我们一般会在BOOT和SW管脚之间加电容或者电容+电阻组合,这一块的电路叫自举电路,自举电路中的电容、电阻就被称为自举电容、自举电阻。

什么是自举电容?

DCDC BUCK芯片有一个管脚叫BOOT,有的叫BST,如下是一个DCDC芯片对BOOT管脚的解释,在外部电路设计时,BOOT和SW管脚之间,需要加一个电容,一般是0.1uF,连接到DCDC高端MOS管的驱动端,这个电容就叫作自举电容。

自举电容的作用原理?

如下是DCDC BUCK芯片的框图,上面的NMOS称为high-side MOSFET,下面的NMOS称为low-side MOSFET。

当高边MOS管打开时,SW为VIN,SW对电感进行充电储能,电感电流呈上升趋势;当低边MOS管打开时,SW为GND,此时电感通过续流二极管对负载进行供电,理论上高低MOS管不能同时打开,所以上下管打开的周期就形成了占空比,根据负载的轻重,来调节占空比,来满足不同负载需求。

以上就是DC-DC BUCK的大致原理。

图中的C就是自举电容,当低边MOS管打开时,SW接地为0,BOOT上的电压由BOOT Charge提供,假如是5V,就对电容进行充电;当关闭低边MOS管,选择打开高边MOS管,因为高边Vgs>Vgs(th),所以高边MOS管能打开,随着高边MOS管打开,SW上的电压就会变成VIN。

如果不加这个C,那当Vgs<Vgs(th)时,就会出现高边MOS管无法打开;加上C之后,利用电容电压不能突变的特性,当SW变成VIN,那BOOT上的电压就会升为VIN+5V,此时Vgs会大于Vgs(th),高边MOS管就打开了。

自举电容的额定电压如何选?

一般SPEC上会给出BOOT to SW的最大值,如下图是6.5V,所以一般选10V/16V耐压值的电容即可。

自举电阻选取

其实在自举电路中,也可以加入电阻,一般叫BOOT电阻。BOOT电容的作用是SW在高电平时,利用电容两端电压不能突变特性,会将BOOT脚电压泵至比SW高的电压,维持高边MOSFET的导通状态。

加入了BOOT电阻,和BOOT电容就构成了RC充电电路。

BOOT电阻的大小决定了高边MOSFET的开关速度。一般BOOT电阻越大,高边MOSFET开的就越慢,这个时候SW上的尖峰就越小,EMI特性就好。BOOT电阻越小,MOSFET开的快,SW上的尖峰就越大,所以有的时候会在SW上预留RC对地吸收。

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责任编辑: 鲁达

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