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自举电容的工作原理

硬件攻城狮 来源:硬件攻城狮 2023-05-23 15:12 次阅读

所谓自举电容,通俗点说就是自己举起自己的电压,它是利用电容两端电压不能突变的特点实现电压升高。 为了方便理解,我们借用MPS的MP2560芯片为例进行分析说明,如下图电容C4就是的自举电容。

f56c41fa-f937-11ed-90ce-dac502259ad0.png

图1 DC-DC典型电路图 为了方便分析自举电容的工作原理,我们从MP2560芯片的内部原理框图入手,去了解自举电容到底是如何实现自举的。

f57a3a4e-f937-11ed-90ce-dac502259ad0.png

图2 DC-DC电路内部原理框图 其中: Q1、D1:PMOS开关管和反向保护二极管; Q2:DC-DC电路的开关管; HS Driver:DC-DC电路的开关管的驱动电路; 现在我们将从两方面分析电容如何实现自举。 1)自举电容f58a0802-f937-11ed-90ce-dac502259ad0.png充电 DC-DC电路的工作原理及电流回路想必大家都比较清楚了,那么自举电容是如何实现充电的呢。 如图2所示,开关管Q2与自举电容f58a0802-f937-11ed-90ce-dac502259ad0.png为并联关系,要给自举电容充电就必须使Q2截止,Q2截止后DC-DC电路就利用功率电感和续流二极管给负载供电,其电流回路为绿色电流回路。Q2截止后f5a6bcd6-f937-11ed-90ce-dac502259ad0.png开始给f58a0802-f937-11ed-90ce-dac502259ad0.png充电,其充电电流回路为f5a6bcd6-f937-11ed-90ce-dac502259ad0.pngf5ced6b2-f937-11ed-90ce-dac502259ad0.pngQ1f5ced6b2-f937-11ed-90ce-dac502259ad0.pngD1f5ced6b2-f937-11ed-90ce-dac502259ad0.pngf58a0802-f937-11ed-90ce-dac502259ad0.pngf5ced6b2-f937-11ed-90ce-dac502259ad0.png功率电感Lf5ced6b2-f937-11ed-90ce-dac502259ad0.png输出滤波电容C。当功率电感L中的储能放完后,B点电位接近f6402588-f937-11ed-90ce-dac502259ad0.png,自举电容f58a0802-f937-11ed-90ce-dac502259ad0.png电压约等于f65d37c2-f937-11ed-90ce-dac502259ad0.png,至此完成自举电容充电。 2)自举电容f58a0802-f937-11ed-90ce-dac502259ad0.png升压 自举电容充电完成后,开关管NMOS Q2处于截止状态,其f67a4d58-f937-11ed-90ce-dac502259ad0.png=0V、f6867182-f937-11ed-90ce-dac502259ad0.png=0V、f6977ebe-f937-11ed-90ce-dac502259ad0.png=f5a6bcd6-f937-11ed-90ce-dac502259ad0.png(忽略二极管压降)。 当开关管Q2导通时f67a4d58-f937-11ed-90ce-dac502259ad0.png=f5a6bcd6-f937-11ed-90ce-dac502259ad0.png,此时NMOS管导通瞬间f6867182-f937-11ed-90ce-dac502259ad0.pngf6dc3022-f937-11ed-90ce-dac502259ad0.pngf5a6bcd6-f937-11ed-90ce-dac502259ad0.png。如果没有自举电容,导通后f6f8707a-f937-11ed-90ce-dac502259ad0.png电压由f5a6bcd6-f937-11ed-90ce-dac502259ad0.pngf7137e60-f937-11ed-90ce-dac502259ad0.png,NMOS管又会重新关闭,电路输出的电压就会异常。如有自举电容就不一样了,当f6867182-f937-11ed-90ce-dac502259ad0.pngf7410c4a-f937-11ed-90ce-dac502259ad0.png时,利用电容电压不能突变的原理,使得f67a4d58-f937-11ed-90ce-dac502259ad0.png电压由f76f6ff4-f937-11ed-90ce-dac502259ad0.png,此时f6f8707a-f937-11ed-90ce-dac502259ad0.png的电压在NMOS管导通前后保持不变等于f5a6bcd6-f937-11ed-90ce-dac502259ad0.png,这样就达到自举升压作用了。  

审核编辑:彭静
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原文标题:详解DC-DC电路自举电容的工作原理

文章出处:【微信号:mcu168,微信公众号:硬件攻城狮】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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