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与非网|走进自举电路的点滴


自举电路
自举电路也叫升压电路 ， 是利用自举升压二极管 ， 自举升压电容等电子元件 ， 使电容放电电压和电源电压叠加 ， 从而使电压升高．有的电路升高的电压能达到数倍电源电压 。
MOS 管自举电路原理
举个简单的例子：有一个 12V 的电路 ， 电路中有一个场效应管需要 15V 的驱动电压 ， 这个电压怎么弄出来？就是用自举 。 通常用一个电容和一个二极管 ， 电容存储电荷 ， 二极管防止电流倒灌 ， 频率较高的时候 ， 自举电路的电压就是电路输入的电压加上电容上的电压 ， 起到升压的作用 。
自举电路只是在实践中定的名称 ， 在理论上没有这个概念 。 自举电路主要是在甲乙类单电源互补对称电路中使用较为普遍 。 甲乙类单电源互补对称电路在理论上可以使输出电压 Vo 达到 Vcc 的一半 ， 但在实际的测试中 ， 输出电压远达不到 Vcc 的一半 。 其中重要的原因就需要一个高于 Vcc 的电压 。 所以采用自举电路来升压 。
常用自举电路（摘自 fairchild ， 使用说明书 AN-6076《供高电压栅极驱动器 IC 使用的自举电路的设计和使用准则》）the boost converter,或者叫 step-up converter ， 是一种开关直流升压电路 ， 它可以是输出电压比输入电压高 。 假定那个开关(三极管或者 mos 管)已经断开了很长时间 ， 所有的元件都处于理想状态 ， 电容电压等于输入电压 。 下面要分充电和放电两个部分来说明这个电路 。
【与非网|走进自举电路的点滴】MOS 管自举电容工作原理
自举电容 ， 内部高端 MOS 需要得到高出 IC 的 VCC 的电压 ， 通过自举电路升压得到 ， 比 VCC 高的电压 ， 否则 ， 高端 MOS 无法驱动 。
自举是指通过开关电源 MOS 管和电容组成的升压电路,通过电源对电容充电致其电压高于 VCC 。 最简单的自举电路由一个电容构成 ， 为了防止升高后的电压回灌到原始的输入电压 ， 会加一个 Diode. 自举的好处在于利用电容两端电压不能突变的特性来升高电压 。 举个例子来说 ， 如果 MOS 的 Drink 极电压为 12V ， Source 极电压原为 0V ， Gate 极驱动电压也为 12V ， 那么当 MOS 在导通瞬间 ， Soure 极电压会升高为 Drink 减压减去一个很小的导通压降 ， 那么 Vgs 电压会接近于 0V ， MOS 在导通瞬间后又会关断 ， 再导通 ， 再关断 。 如此下去 ， 长时间在 MOS 的 Drink 极与 Source 间通过的是一个 N 倍于工作频率的高频脉冲 ， 这样的脉冲尖峰在 MOS 上会产生过大的电压应力 ， 很快 MOS 管会被损坏 。
如果在 MOS 的 Gate 与 Source 间接入一个小电容 ， 在 MOS 未导通时给电容充电 ， 在 MOS 导通 ， Source 电压升高后 ， 自动将 Gate 极电压升高 ， 便可使 MOS 保持继续导通 。

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上管关闭下管打开

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下管关闭上管打过程中
mos 管自举电路工作原理
升压自举电路原理
自举电路也叫升压电路 ， 利用自举升压二极管,自举升压电容等电子元件 ， 使电容放电电压和电源电压叠加 ， 从而使电压升高．有的电路升高的电压能达到数倍电源电压 。
升压电路原理
举个简单的例子：有一个 12V 的电路 ， 电路中有一个场效应管需要 15V 的驱动电压 ， 这个电压怎么弄出来？就是用自举 。 通常用一个电容和一个二极管 ， 电容存储电压 ， 二极管防止电流倒灌 ， 频率较高的时候 ， 自举电路的电压就是电路输入的电压加上电容上的电压 ， 起到升压的作用 。
升压电路只是在实践中定的名称 ， 在理论上没有这个概念 。 升压电路主要是在甲乙类单电源互补对称电路中使用较为普遍 。 甲乙类单电源互补对称电路在理论上可以使输出电压 Vo 达到 Vcc 的一半 ， 但在实际的测试中 ， 输出电压远达不到 Vcc 的一半 。 其中重要的原因就需要一个高于 Vcc 的电压 。 所以采用升压电路来升压 。
开关直流升压电路(即所谓的 boost 或者 step-up 电路)原理 the boost converter,或者叫 step-up converter ， 是一种开关直流升压电路 ， 它可以是输出电压比输入电压高 。 基本电路图见图 1.

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假定那个开关(三极管或者 mos 管)已经断开了很长时间 ， 所有的元件都处于理想状态 ， 电容电压等于输入电压 。 下面要分充电和放电两个部分来说明这个电路 。
充电过程
在充电过程中 ， 开关闭合(三极管导通) ， 等效电路如图二 ， 开关(三极管)处用导线代替 。 这时 ， 输入电压流过电感 。 二极管防止电容对地放电 。 由于输入是直流电 ， 所以电感上的电流以一定的比率线性增加 ， 这个比率跟电感大小有关 。 随着电感电流增加 ， 电感里储存了一些能量 。

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放电过程
如图 ， 这是当开关断开(三极管截止)时的等效电路 。 当开关断开(三极管截止)时 ， 由于电感的电流 保持特性 ， 流经电感的电流不会马上变为 0 ， 而是缓慢的由充电完毕时的值变为 0 。 而原来的电路已断开 ， 于是电感只能通过新电路放电 ， 即电感开始给电容充电 ，电容两端电压升高 ， 此时电压已经高于输入电压了 。 升压完毕 。

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说起来升压过程就是一个电感的能量传递过程 。 充电时 ， 电感吸收能量 ， 放电时电感放出能量 。 如果电容量足够大 ， 那么在输出端就可以在放电过程中保持一个持续的电流 。 如果这个通断的过程不断重复 ， 就可以在电容两端得到高于输入电压的电压 。

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常用升压电路
P 沟道高端栅极驱动器
直接式驱动器：适用于最大输入电压小于器件的栅 - 源极击穿电压 。
开放式收集器：方法简单 ， 但是不适用于直接驱动高速电路中的 MOSFET 。
电平转换驱动器：适用于高速应用 ， 能够与常见 PWM 控制器无缝式工作 。
N 沟道高端栅极驱动器
直接式驱动器：MOSFET 最简单的高端应用 ， 由 PWM 控制器或以地为基准的驱动器直接驱动 ， 但它必须满足下面两个条件：
1、VCC
2、Vdc
浮动电源栅极驱动器:独立电源的成本影响是很显著的 。 光耦合器相对昂贵 ， 而且带宽有限 ， 对噪声敏感 。
变压器耦合式驱动器:在不确定的周期内充分控制栅极 ， 但在某种程度上 ， 限制了开关性能 。 但是 ， 这是可以改善的 ， 只是电路更复杂了 。
电荷泵驱动器:对于开关应用 ， 导通时间往往很长 。 由于电压倍增电路的效率低 ， 可能需要更多低电压级泵 。
自举式驱动器:简单 ， 廉价 ， 也有局限；例如 ， 占空比和导通时间都受到刷新自举电容的限制 。


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