在電子電路中，具有動(dòng)態(tài)特性的器件往往是我們難以理解和掌握的，典型的動(dòng)態(tài)特性器件如電感和電容，往往在電路中電感和電容賦予一定大小等屬性， 我們總要問為什么取這個(gè)值？ 而隨著疑問的解決，我們對(duì)這類器件會(huì)有更加深刻地認(rèn)識(shí)，本次我們還是通過(guò)自舉電路來(lái)認(rèn)識(shí)自舉電容的取值依據(jù)，我們可以了解到這個(gè)電容也不是隨便取值，它包含了一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算原理，而這個(gè)原理我們?cè)缭诔跫?jí)物理中已經(jīng)接觸到了。

這里我們強(qiáng)調(diào)一下動(dòng)態(tài)器件的意義，這就是說(shuō)只有變化量才能感知這個(gè)器件的存在意義，如電感是電流變化（di/dt）而存在的器件，電容則是電壓變化（dv/dt）而存在的器件。

再看看自舉電路，我們從上篇已經(jīng)了解了其工作原理，那就是這種電路是專門為驅(qū)動(dòng)半橋中的 浮動(dòng)管或上管而設(shè)置的 ，小功率幾瓦到幾百瓦的DC-DC應(yīng)用中極為廣泛，這里為什么會(huì)強(qiáng)調(diào)功率范圍呢？其緣由是隨著功率的增大，選用的開關(guān)管需要的驅(qū)動(dòng)功率急劇增大，自舉驅(qū)動(dòng)會(huì)顯得無(wú)能為力了，進(jìn)而只能采用各自專門的隔離電源去驅(qū)動(dòng)了，這個(gè)上篇中已提到過(guò)，如下圖是Buck電路，C1是自舉電容。

Buck DC-DC電路中的自舉電容

Buck DC-DC

集成自舉電路內(nèi)部原理，其和外部自舉的原理是相同的

自舉電容的位置

我們?cè)倏纯醋耘e電容如何取值?計(jì)算依據(jù)是什么?很簡(jiǎn)單的公式，電荷量Q、電壓U以及電容C的關(guān)系：

電容電荷量與電壓關(guān)系

因?yàn)槲覀冎?，?qū)動(dòng)消耗的功率在電容上面最終是電荷量的形式，我們驅(qū)動(dòng)的如MOSFET，最終在其門極是結(jié)電容造成的，而數(shù)據(jù)手冊(cè)往往會(huì)給出其在一定驅(qū)動(dòng)電壓下需要的電荷量Q，如下圖是某MOSFET數(shù)據(jù)手冊(cè)中給出的門極總電荷量Qg，其值分別是在10V和4.5V下的電荷量Qg。

某MOSFET門極電荷參數(shù)

門極總電荷量測(cè)試曲線，可以看出其是門極電壓Vgs的正相關(guān)量，中間平坦區(qū)是彌勒電容造成的，其電壓被保持，但是電荷量在增加。

MOSFET門極驅(qū)動(dòng)電壓和門極電荷量的關(guān)系

那么，我們計(jì)算我們的自舉電容就簡(jiǎn)單了，通過(guò)轉(zhuǎn)換一下電容、電荷量和其電壓的基本關(guān)系就可以得到自舉電容C的計(jì)算方法

電容和電荷關(guān)系式

這里，Qg是我們驅(qū)動(dòng)浮動(dòng)MOSFET或高邊MOSFET的門極總電荷量；△U是電容兩端電壓的變化量，我們知道這個(gè)電壓越穩(wěn)定，意味著驅(qū)動(dòng)電壓越穩(wěn)定，保持一定的驅(qū)動(dòng)電壓意味著如MOSFET在穩(wěn)定的飽和區(qū)，功率損耗越小。

常規(guī)情況下，在電容已經(jīng)被充電穩(wěn)定的情況下，保持電容電壓的變化或波動(dòng)量在100mV到300mV是我們能夠接受的，這個(gè)值也就就是電容電壓的紋波大小。假如門極電荷量是10nC（驅(qū)動(dòng)電壓是10V的情況下），我們要求驅(qū)動(dòng)過(guò)程中，自舉電容的電壓變化量最大是100mV，那么自舉電容則為：

自舉電容值計(jì)算

實(shí)際中，這個(gè)電容我們通常要求采用低ESR的陶瓷電容，以便提供高質(zhì)量的驅(qū)動(dòng)能量，而大小則需要取值為計(jì)算值的3至5倍，這是因?yàn)殡娙荼旧頃?huì)存在一定的偏差，陶瓷電容在直流偏置下容量衰減的比較厲害，即使你只使用它額定電壓的50%或更低，尤其是非C0G材質(zhì)的陶瓷電容。

而我們常用的小功率DC-DC更是會(huì)給出一個(gè)典型的自舉電容，比如100nF或10nF，這個(gè)值往往都是大于計(jì)算值的，我們采用推薦值，因?yàn)檫@些DC-DC的MOSFET內(nèi)置，多數(shù)情況下，我們無(wú)法得知這個(gè)MOSFET的特性，所以采用它們給的推薦值。

自舉電容典型的推薦值