DC-DC BUCK芯片的外圍電路設計中,我們一般會在BOOT和SW管腳之間加電容或者電容+電阻組合,這一塊的電路叫自舉電路,自舉電路中的電容、電阻就被稱為自舉電容、自舉電阻。
什么是自舉電容?
DCDC BUCK芯片有一個管腳叫BOOT,有的叫BST,如下是一個DCDC芯片對BOOT管腳的解釋,在外部電路設計時,BOOT和SW管腳之間,需要加一個電容,一般是0.1uF,連接到DCDC高端MOS管的驅動端,這個電容就叫作自舉電容。
自舉電容的作用原理?如下是DCDC BUCK芯片的框圖,上面的NMOS稱為high-side MOSFET,下面的NMOS稱為low-side MOSFET。
當高邊MOS管打開時,SW為VIN,SW對電感進行充電儲能,電感電流呈上升趨勢;當低邊MOS管打開時,SW為GND,此時電感通過續流二極管對負載進行供電,理論上高低MOS管不能同時打開,所以上下管打開的周期就形成了占空比,根據負載的輕重,來調節占空比,來滿足不同負載需求。以上就是DC-DC BUCK的大致原理。圖中的C就是自舉電容,當低邊MOS管打開時,SW接地為0,BOOT上的電壓由BOOT Charge提供,假如是5V,就對電容進行充電;當關閉低邊MOS管,選擇打開高邊MOS管,因為高邊Vgs>Vgs(th),所以高邊MOS管能打開,隨著高邊MOS管打開,SW上的電壓就會變成VIN。如果不加這個C,那當Vgs<Vgs(th)時,就會出現高邊MOS管無法打開;加上C之后,利用電容電壓不能突變的特性,當SW變成VIN,那BOOT上的電壓就會升為VIN+5V,此時Vgs會大于Vgs(th),高邊MOS管就打開了。自舉電容的額定電壓如何選?一般SPEC上會給出BOOT to SW的最大值,如下圖是6.5V,所以一般選10V/16V耐壓值的電容即可。
自舉電阻選取其實在自舉電路中,也可以加入電阻,一般叫BOOT電阻。BOOT電容的作用是SW在高電平時,利用電容兩端電壓不能突變特性,會將BOOT腳電壓泵至比SW高的電壓,維持高邊MOSFET的導通狀態。加入了BOOT電阻,和BOOT電容就構成了RC充電電路。BOOT電阻的大小決定了高邊MOSFET的開關速度。一般BOOT電阻越大,高邊MOSFET開的就越慢,這個時候SW上的尖峰就越小,EMI特性就好。BOOT電阻越小,MOSFET開的快,SW上的尖峰就越大,所以有的時候會在SW上預留RC對地吸收。
今天的文章到這里就結束了。