自举电容的工作原理

一.异步自举

1.1异步Buck的自举环路组成

 

上图为芯片的典型应用拓扑,Cboot就是我们说的自举电容。为了能清楚的理解自举电容的原理,我们需要深入到Buck芯片内部,去看个究竟。

 

上图即为异步Buck芯片LMR16006的内部架构。

①Q1:NMOS管,是异步Buck电路的开关管;

②HS Driver:Q1的g极驱动电路;

③Q2:NMOS管,用于给Cboot电容充电提供回路;

④两个单向二极管,必要时及时截止,阻止不必要的通路;

⑤VCC:Bootstrap Regulator(自举调整器,翻译得可能不一定恰当),用于从Vin取电并给MOS管高边驱动HS Driver提供偏置电压。

1.2 Cboot充电回路

如下图所示,当高边MOS管Q1关断时,异步Buck电路的电流回路,如绿色箭头所示

 

在电感泄放能量的同时,Cboot也开始充电,充电的回路正如上图红色箭头所示:Vin–>VCC–>D–>Cboot–>Q2–>GND。这里我们忽略二极管D1的导通压降,就认为A点的点位约等于0电平。B点的防反二极管导通压降也忽略,那么,Cboot充电完成后的电压约等于VCC。

简单概括:Cboot充/电感放,各走各路!

 

注意:由于Q2上端有二极管的存在,不会给电感泄放提供第二个回路,所以不会影响电感的正常泄放。

1.3 浮地驱动

当电感储存的能量泄放完,D1反向截止,而HS Driver要驱动高边MOS管Q1导通时,细心的你会发现:Q2的S极直接接地,G极只要输出高电平(>Vth),Mos管Q2即可导通。而Q1的S极是接在SW(即A点)上,D1已反向截止,Q2也关断,这样就没了回路,我们可以认为Q1是悬浮在半空中。只是单纯的让G极输出高电平,并不能让Q1导通。

正是由于Cboot的存在,而且并联在HS Driver电源两端,电压刚好约等于VCC。这里强调下:Cboot是并联在HS Driver的电源两端(V+/V-),并不是直接并联在MOS管的G和S两端。但HS Driver和MOS是共"参考点"(实际是V-,即A点电位)。

正是Cboot,将原本悬浮的HS Driver的两个电源端V+/V-之间建立了(电位差)联系。这个电位差刚好是VCC。

 

当逻辑控制单元给HS Driver输入高电平时,HS Drvier立即输出高电平(相对V-,即A点电位而言),驱动高边MOS管的G极。此时,MOS管的Vgs刚好就是Cboot两端的电压(约等于VCC),Vgs>Vth,Q1导通。

简单概括:浮地要驱动,就要加自举。

1.4 不突变与能持久

 

Q1导通后,A点电位突变为VIN,即V-电位变成VIN(远远高于VCC电压)。如果V+依旧保持VCC的电位,那Q1恐怕要被迫关闭了!正是由于Cboot的存在,Cboot电容两端电压差不能突变,B点电位变为VIN+VCC。这样对Cboot而言,电压差依然是VCC。对HS Drvier而言,以A点电位为参考,输出高电平时,Vgs依然是VCC,大于Vth,可以让Q1持续导通。

简单概况:电压不突变,导通能持久。

1.5总结

充电回路:电容充/电感放,各走各路!

浮地驱动:浮地要驱动,就要加自举!

持续导通:电压不突变,导通能持久!

二.同步自举

2.1同步Buck的自举环路组成

 

如上图所示,相比异步Buck,整体的架构少了续流二极管,其他类似

 

通过备注,是不是感觉和异步Buck在自举环路组件有些类似。

①HQ高管:NMOS,高边开关管;

②HS Driver:HQ的驱动电路,是双电源供电;

③LQ低管:NMOS,低边开关管;

④LS Driver:LQ的驱动电路,是单电源供电;

⑤VCC:由VIN经过内部的Regulator产生的VCC,给HS Driver提供偏置电压,给LS Driver提供驱动电压。

⑥单向二极管:只有BST上有一个。相比异步Buck少一个。

这里少了CB refresh的充电回路控制单元,因为已经有了LQ。

2.2 Cboot充电回路

 

在电感泄放能量的同时,Cboot也开始充电,充电的回路正如上图红色箭头所示:Vin–>VCC–>D–>Cboot–>LQ–>GND。这里我们忽略防反二极管导通压降,那么,Cboot充电完成后的电压约等于VCC。

注意:电感的泄放回路与Cboot的充电回路,局部有重合

2.3浮地驱动

浮地驱动和上面异步Buck的逻辑相同

 

当电感储存的能量泄放完,LQ反向截止,而HS Driver要驱动高管HQ导通时,对于LQ,G极只要输出高电平(>Vth),Mos管LQ即可导通。而HQ的S极是接在SW上,我们可以认为HQ是悬浮在半空中。只是单纯的让G极输出高电平,并不能让HQ导通。

正是由于Cboot的存在,而且并联在HS Driver电源两端,电压刚好约等于VCC(忽略二极管压降)。这里强调下:Cboot是并联在HS Driver的电源两端(V+/V-),并不是直接并联在MOS管的G和S两端。但HS Driver和MOS是共"参考点"(实际是V-)。

正是Cboot,将原本悬浮的HS Driver的两个电源端V+/V-之间建立了(电位差)联系。这个电位差刚好是VCC。

当逻辑控制单元给HS Driver输入高电平时,HS Drvier立即输出高电平(相对V-),驱动HQ的G极。此时,MOS管的Vgs刚好就是Cboot两端的电压(约等于VCC),Vgs>Vth,HQ导通。

2.4不突变与能持久

持续导通和上面异步Buck的逻辑相同

HQ导通后,V-点电位突变为VIN(远远高于VCC电压)。如果V+依旧保持VCC的电位,那HQ要被迫关闭了!正是由于Cboot的存在,Cboot电容两端电压差不能突变,CB口电位变为VIN+VCC。这样对Cboot而言,电压差依然是VCC。对HS Drvier而言,以V-点电位为参考,输出高电平时,Vgs依然是VCC,大于Vth,可以让HQ持续导通。

简单概况:电压不突变,导通能持久。

2.5总结

充电回路:电容充/电感放,有部分重合

浮地驱动:浮地要驱动,就要加自举!

持续导通:电压不突变,导通能持久!

  • 为什么有的buck芯片外面没有自举电容?

这个问题跟buck芯片内部的结构有关系。具体来说:如果内部两个开关管都是NMOS,那么是需要自举电容的。因为NMOS导通条件是Vgs>VIN+Vgs(th),此时需要自举电容升压实现NMOS的驱动。但是当buck芯片内部PMOS管+NMOS的结构时,驱动上管PMOS就不需要产生比VIN还高的电压,也就不需要BOOT电容。如下图 2 所示:

 

图 2 某buck芯片内部框图部分截图

  • 细节

4.1boot电阻

其实在自举电路中,也可以加入电阻,一般叫 BOOT 电阻。BOOT 电容的作用是 SW 在高电平时,利用电容两端电压不能突变特性,会将 BOOT 脚电压泵至比 SW 高的电压,维持高边 MOSFET 的导通状态

加入了 BOOT 电阻,和 BOOT 电容就构成了 RC 充电电路

BOOT 电阻的大小决定了高边 MOSFET 的开关速度。一般 BOOT 电阻越大,高边 MOSFET 开的就越慢,这个时候 SW 上的尖峰就越小,EMI 特性就好。BOOT 电阻越小,MOSFET 开的快,SW 上的尖峰就越大,所以有的时候会在 SW 上预留 RC 对地吸收

加C52和R53是为了吸收SW上尖峰的,C35和R51是自举电路,正常一个C35就够了,这地方R51贴的是0R,R51和C35构成RC充电,R越大,DC-DC内部MOSFET开的越慢,SW尖峰小,EMI好一些;R越小,MOSFET开越快,SW上尖峰大,EMI差一些,SW上加RC(C52、R53)是为了吸收这个尖峰。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:/a/68954.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系我们进行投诉反馈qq邮箱809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

Git入门到精通——保姆级教程(涵盖GitHub、Gitee、GitLab)

文章目录 前言一、Git1.Git-概述1.1.Git-概述-版本控制介绍1.2.Git-概述-分布式版本控制VS集中式版本控制1.3.Git-概述-代码托管中心1.4.Git-概述-安装和客户端的使用 2.Git-命令(常用命令)2.1.Git-命令-设置用户签名2.2.Git-命令-初始化本地库2.3.Git-命令-查看本地库状态2.4.…

机器学习---梯度下降代码

1. 归一化 # Read data from csv pga pd.read_csv("pga.csv") print(type(pga))print(pga.head())# Normalize the data 归一化值 (x - mean) / (std) pga.distance (pga.distance - pga.distance.mean()) / pga.distance.std() pga.accuracy (pga.accuracy - pg…

数据库新闻速递 -- POSTGRESQL 正在蚕食数据库市场 (翻译)

开头还是介绍一下群,如果感兴趣polardb ,mongodb ,mysql ,postgresql ,redis 等有问题,有需求都可以加群群内有各大数据库行业大咖,CTO,可以解决你的问题。加群请加 liuaustin3微信号 ,在新加的朋友会分到3群&#xff…

C语言----输入scanf和输出printf详解

C语言编程中,输入输出是基本操作,printf和scanf并不是C语言中的唯一的输入输出选择,对于输入有scanf()、getchar()、getche()、getch()、gets();对于输出有printf()、puts()、putchar(),他们各有自己的使用场景&#x…

tabBar的使用

参考Api:全局配置 | 微信开放文档 (qq.com) 1.使用说明 2.使用详情 3.使用案例 在全局配置的app.json中 "tabBar": {"color": "#333","selectedColor": "#d43c33","backgroundColor": "#fff&qu…

C++ 混合Python编程 及 Visual Studio配置

文章目录 需求配置环节明确安装的是64位Python安装目录 创建Console C ProjectCpp 调用 Python Demo 参考 需求 接手了一个C应用程序,解析csv和生成csv文件,但是如果要把多个csv文件合并成一个Excel,分布在不同的Sheet中,又想在一…

网络安全进阶学习第十五课——Oracle SQL注入

文章目录 一、Oracle数据库介绍二、Oracle和MySQL的语法差异:三、Oracle的数据库结构四、Oracle的重点系统表五、Oracle权限分类1、系统权限2、实体权限3、管理角色 六、oracle常用信息查询方法七、联合查询注入1、order by 猜字段数量2、查数据库版本和用户名3、查…

vue使用ElementUI

1.安装 npm i element-ui -S 2.引入 2.1完整引入 import Vue from vue; import ElementUI from element-ui; import element-ui/lib/theme-chalk/index.css; import App from ./App.vue;Vue.use(ElementUI); 2.2按需引入 说明:为了输入时候有提示,建…

Oracle DB 安全性 : TDE HSM TCPS Wallet Imperva

• 配置口令文件以使用区分大小写的口令 • 对表空间进行加密 • 配置对网络服务的细粒度访问 TCPS 安全口令支持 Oracle Database 11g中的口令: • 区分大小写 • 包含更多的字符 • 使用更安全的散列算法 • 在散列算法中使用salt 用户名仍是Oracle 标识…

恒盛策略:沪指冲高回落跌0.26%,酿酒、汽车等板块走弱,燃气股拉升

10日早盘,两市股指盘中冲高回落,半日成交约4200亿元,北向资金净卖出超20亿元。 到午间收盘,沪指跌0.26%报3235.9点,深成指跌0.54%,创业板指跌0.28%;两市算计成交4202亿元,北向资金净…

【ArcGIS Pro二次开发】(60):按图层导出布局

在使用布局导图时,会遇到如下问题: 为了切换图层和导图方便,一般情况下,会把相关图层做成图层组。 在导图的时候,如果想要按照图层组进行分开导图,如上图,想导出【现状图、规划图、管控边界】3…

SaaS BI数据可视化工具:免下载安装,登录即分析

之前有人问我,说:“BI数据可视化工具总是要下载安装,过程繁琐,没点IT基础的人也不太搞得定,有没有不用下载安装就能用的数据可视化工具?”答案当然是有的,那就是SaaS BI数据可视化工具。 SaaS …

Selenium 根据元素文本内容定位

使用xpath定位元素时,有时候担心元素位置会变,可以考虑使用文本内容来定位的方式。 例如图中的【股市】按钮,只有按钮文本没变,即使位置变化也可以定位到该元素。 xpath内容样例: # 文本内容完全匹配 //button[text(…

@RequestHeader使用

RequestHeader 请求头参数的设置 GetMapping("paramTest/requestHeader")public String requestHeaderTest(RequestHeader("name") String name){return name;} 在Postman的Headers中添加请求头参数,不过貌似不能加中文

面对算力瓶颈,如何利用CPU解决全链路智能编码?

编者按:英特尔是半导体行业和计算创新领域的全球领先厂商。与合作伙伴一起,英特尔推动了人工智能、5G、智能边缘等转折性技术的创新和应用突破,驱动智能互联世界。不久前,英特尔正式发布了第四代英特尔至强可扩展处理器&#xff0…

css实现文字首行缩进的效果

<div class"content"><p>站在徐汇滨江西岸智塔45楼&#xff0c;波光粼粼的黄浦江一览无余。近处&#xff0c;是由龙华机场储油罐改造而来的油罐艺术中心和阿里巴巴上海总部办公处。远处&#xff0c;历史悠久的龙华塔挺拔秀丽&#xff0c;总投资逾600亿元…

nginx负载均衡与反向代理与正向代理

负载均衡&#xff1a;通过反向代理来实现 正向代理的配置方法。 正向代理&#xff1a; 工作原理&#xff1a;用户端直接访问不了&#xff0c;需要通过代理服务器来访问web服务器&#xff0c;用户端先访问代理服务器&#xff0c;再访问web服务器。web服务器响应给代理服务器&a…

面试热题(反转链表)

给你单链表的头指针 head 和两个整数 left 和 right &#xff0c;其中 left < right 。请你反转从位置 left 到位置 right 的链表节点&#xff0c;返回 反转后的链表 。 链表的题&#xff0c;大部分都可以用指针或者递归可以做&#xff0c;指针如果做不出来的话&#xff0c;…

【产品经理】高阶产品如何提出有效解决方案?(1方法论+2案例+1清单)

每一件事情总有它的解决方案&#xff0c;在工作中亦是如此&#xff0c;而有效的解决方案&#xff0c;一定是具有系统性的。 有效的解决方案&#xff0c;一定是系统性的解决方案。 什么是系统性解决方案&#xff1f; 从系统结构&#xff08;或连接关系&#xff09;入手&#x…

el-table实现指定列合并

table传入span-method方法可以实现合并行或列&#xff0c;方法的参数是一个对象&#xff0c;里面包含当前行row、当前列column、当前行号rowIndex、当前列号columnIndex四个属性。该函数可以返回一个包含两个元素的数组&#xff0c;第一个元素代表rowspan&#xff0c;第二个元素…