详解用于MOS管驱动的电容自举电路工作原理以及器件选型 (mos管驱动电路图)

一.前言说到升压电路，大部分人第一反应是BOOS升压电路，今天我们就介绍一下成本更低的电容自举升压电路，它一般用于MOS管驱动电路的开启部分，利用简单的自举升压二极管和自举电容以及电阻就能实现比电源【电压】更高的驱动【电压】输出，极具性价比。如果你对比一下目前主流的MOS管门驱动IC，你会发现这些驱动IC的驱动【电压】一般都在-V之间，所以该电路在MOS管集成驱动IC中应用广泛。

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二.自举电容电路的原理以及器件选型1.原理讲解我们以基于IC驱动的半桥开关电路为例，驱动IC内部其实也是半桥输出拓扑，其工作过程如下：1.Q1关断，Q2打开，那么Q2栅极的【电压】等于VCC；2.由于Q2导通，Q1关断，此时Q1源极【电压】约等于0V，此时VCC【电压】通过Rboot→Dboot→Cboot→Q2-GND这样一个路径对自举电容Cboot进行充电；3.Q2充满电后，我们把Q2关断，Q1打开，此时Q1的源极和GND断开了，相当于浮空，但是我们都知道电容有一个特性就是它两端的【电压】无法突变，所以此时VB处的【电压】就约等于V高压加上电容两端的【电压】：+Vc_boot;这么高的【电压】如果和V【电压】连通那后果不堪设想，所以自举二极管Dboot的存在就是防止高压和V短路。那么此时的高压会经过VB→HO→R1→Q1的栅极，这样就相当于通过自举电路把Q1栅极的【电压】抬高了。

MOS管电容自举驱动电路

IC内部框图2.器件选型1.自举电容这个器件充当了H-sideMOS管导通的【电流】源，所以容值要足够大，经验值是至少要比MOS管栅极米勒寄生电容大倍，同时还要考虑电容的直流【电压】偏置特性以及温度对容值的影响，考虑其容值的worsecase情况。关于栅极寄生电容我们可以采用下面的公式计算，其中Qg可以在我们选型的MOS管规格书中找到，Vq1g约等于电源【电压】减去自举二极管正向导通压降，然后把计算出来的Cg乘以就能评估出需要选型的容值。

当然容值不是越大越好，因为容值过大会导致流经自举二极管的峰值【电流】同步增大，推荐使用低ESR和ESL的瓷片电容，电容额定【电压】要大于2倍VCC【电压】。2.自举二极管为了降低损耗，以及提高反向恢复速度，推荐使用具有低正向导通压降和低寄生结电容的肖特基二极管。3.自举电阻自举电阻的作用是*启动时流经自举二极管的【电流】，这个电阻的选型可要慎重，毕竟电阻加电容那就构成了延时电路，直接决定了我们的电容充电时间，你想啊，如果电阻阻值过大，那自举电容充不了多少电，从来无法没问题驱动MOS，可能连MOS的开启【电压】都达不到，结合自举电路的开关占空比，我们可以计算出时间常数：

我们需要ce测试实际电路的启动时间来调整电阻阻值，进而调整一个合理的启动时间，Dutycycle指的是自举电路工作的占空比，这个参数在对应的IC规格书中也能找得到，那么什么叫合理的启动时间呢？说白了就是在自举电路给电容充电的时间内，我们使用到电阻阻值要能使电容两端【电压】达到我们的设定【电压】值。其次说到底电阻是为了限流，所以电阻功率得够，电阻承受得由于电容充电带来的能量冲击计算如下：

充电时间计算如下：（这么计算的原因是RC是时间常数，一般3-5RC就基本能把电容充满电）

有了能量，有了时间，那么电阻得功率就等于：P=E/t，轻松得到了。三.总结今天我们详细讲解了用于MOS管驱动的自举电路工作原理以及器件选型计算，你学会了吗？有疑问欢迎评论区留言。