电源设计 - 自举电路

自举电路，通俗讲就是自己把自己抬起来，其原理就是利用自举升压电容进行升压的电路。

我们经常会在 Buck、电机驱动 H 桥等电路中见到自举电容。以 N-MOS 为例，需要自举的根本原因是因为 $V_{ds}$ 很小，导致不能满足 $V_{gs}>V_{(gs)gh}$ 的导通条件，根据电容两端电压不能突变的原理，可以在栅极叠加产生一个更高的电压，从而使 MOS 管导通。

相比于其他升压拓扑结构，自举电路的优点是成本低、电路结构简单。

自举的过程

下面，我们以半桥驱动中的自举电路来分析：

在第一个阶段（下管驱动阶段，$Q_1$ 截止，$Q_2$ 导通），此时自举电容 $C_B$ 进行充电。在此期间，来自 $V_{DD}$ 的充电电流流入驱动芯片的 $VDDA$，并通过电容的充电环路，从自举电阻器 $R_B$、二极管 $D_1$、电容 $C_B$ 和 $Q_2$ 流到地。

第二个阶段（上管驱动阶段，$Q_2$ 截止，$Q_1$ 导通），$Q_1$ 源极（连接 GNDA 脚）上的电压快速上升至 $Q_1$ 漏极电压 VDRAIN。因为电容两端电压不能突变，所以 VDDA 上的电压等于 $Q_1$ 源电压加上 $C_B$ 两端的电压（$C_B$ 已充电至大约 VDD–0.7V）。而因为 $Q_1$ 源极（和 GNDA）电压升高，二极管 $D_1$ 变为反向偏置，断开 VDD 电源与 $C_B$ 的连接。此时由 $C_B$ 提供上管驱动阶段所需的所有电流。

自举电路的设计 🚧

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参考与致谢

• 一文学会自举电路原理
• AN486: High-Side Bootstrap Design Using ISODrivers in Power Delivery Systems

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