自舉電路字面意思是自己把自己抬起來的電路,是利用自舉升壓電容的升壓電路,是電子電路中常見的電路之一。
我們經常在IC外圍器件中看到自舉電容,比如下圖同步降壓轉換器(BUCK)電路中,Cboot就是自舉電容。
為什么要用自舉電路呢?這是因為在一些電路中使用MOS搭建橋式電路,對于下管NMOS導通條件很好實現,柵極G與源極S之間的電壓Vgs超過Vgs(th)后即可導通,Vgs(th)通常比較低,因此很容易實現。
而對于上管Q1而言,源極S本來就有一定的輸出,要知道,當上管導通時,漏極D和源極S之間的電壓Vds是很小的,如果要想直接驅動柵極G,滿足Vgs》Vgs(th)的條件,則需要在柵極G和地之間加一個很高的電壓,這個難以實現控制。自舉電路應運而生。
有了自舉電路,就可以輕松在上管柵極G產生一個高壓,從而驅動上管MOS。
具體原理框圖如下:
輸入總電壓VIN經過internal regulator后輸出一個直流低壓V,用于Vboot充電,這個internal regulator一般是LDO架構的電源。
當下管Q2導通時,SW電壓為0,LDO輸出電壓V—》二極管—》自舉電容C1—》下管Q2,通過這條回路對電容進行充電,電容兩端兩端電壓約等于V,此時A點電壓也是V。
當下管Q2斷開時,SW位置電壓不是0,電容兩端存儲了電壓V,A點電壓被太高后比SW位置電壓高了V,相當于Q1的柵極G比源極S高了電壓V,使得上管Q1導通,此時A點的電壓變為V+Vsw,實現了電壓抬升,自己把自己的電壓舉了起來。
下圖是某IC自舉電容電壓實測波形,黃色和綠色曲線分別是電容兩端相對于系統GND的電壓波形,粉色是V綠-V黃,是電容兩端的電壓波形。
可以看到隨著管子的開關,電容兩端的電壓一直不變,保持為內部LDO的電壓,而電容兩端相對于系統GND的電壓一直在波動,一會被升上去,一會又降下來,以此實現在需要的時候,電容高邊的電壓足夠高,以驅動上管導通。
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