自舉升壓驅動芯片在MOS/IGBT的驅動中應用已經十分廣泛，自舉升壓作為產生浮地電源的普遍方法，應用起來十分便捷，行之有效。

自舉升壓驅動芯片將自舉升壓電源和大電流門極驅動集成在同一個芯片，通過一個低壓供電的驅動芯片同時驅動半橋上的兩個開關管，高邊開關管可以處于高達1200V的漏極電壓下。芯片內部需要有隔離或電平移相電路將低壓驅動信號傳遞到高邊開關管的驅動電路。

自舉升壓驅動芯片的誕生是針對半橋功率電路，但由于自舉升壓方法的便捷性與靈活性，這一類芯片也可以應用于其他方面。本文介紹一種使用自舉升壓芯片在15V供電電壓下產生30V45V乃至更高電壓方波的方法，其實就是一個電壓加倍的方法。

上圖用于分析自舉升壓驅動的基本原理，在此前一篇分析自舉電源機理的文章中已經做過一些分析，此處再次進行說明。首先假設下管Q2開通，上管Q1關斷，自舉電源的地FGND通過Q2與母線地GND連接在一起，15V電源通過二極管D1向電容C1充電，電容C1上得到了將近15V的電壓。當Q1開通Q2關斷時，自舉電源地FGND與母線電壓VBUS短接，自舉電源F15V已經比母線電壓VBUS高15V了，此時就可以使用自舉產生的電壓驅動Q1。

其實這段分析中出現了一個悖論，分析中首先假設Q1開通，然后才獲得了高于母線的驅動電壓，然而在尚未獲得高于母線的自舉電壓前，是如何使Q1開通的的呢?其實在動態過程中，這個自舉電壓是隨著橋臂中點電壓逐漸升到母線電壓的。它只需要確保Q1的Vgs是15V就可以了，Q1的源極是在Q2關斷后逐漸上升到母線電壓，這一過程根據不同的負載類型會有所區別。例如圖中的感性負載，由于電感的續流，在Q2關斷后，Q1開通前，電感電流流過Q1的體二極管，體二極管導通后Q1的源極就已經和母線電壓幾乎相等了。如果是純阻性或容性負載，需要等到Q1門極與源極間獲得15V驅動電壓，Q1導通并向負載電容上充電，致使橋臂中點電壓上升至VBUS。

根據以上講解，其實自舉升壓就是將一個電容充好電，然后用一個可以跳動的電壓將電容的負壓端舉高高，那么正壓端就會獲得一個更高的電壓。如果我們用下管的驅動作為這個跳動的電壓，通過上管的自舉升壓，就可以在上管驅動電壓端口獲得一個相對于地的二倍電壓。

上圖給出了一個使用自舉升壓芯片驅動MOS半橋的典型電路，通過二極管D與電容C獲得自舉電源，自舉電源的VCC和GND分別對應芯片的VB和VS，HO與LO是高邊和低邊MOS的門極驅動信號，HIN和LIN是驅動信號的輸入。圖中的驅動芯片型號為IR2101，是國際整流器公司(IR)比較老的產品，目前國際整流器公司已經被英飛凌收購，同類的芯片在英飛凌和德州儀器均有大量可替代型號。

上圖中去掉MOS，我們將自舉電源的地VS直接與低邊驅動信號VO連接在一起，將兩個輸入信號短接，共用同一個方波信號。

得到如圖的連接結構。此時如果給Vin輸入一個方波，即可在Vout得到一個幅值為30V的方波。當輸入為0時，LO輸出低電平，HO也輸出低電平，HO的自舉電源地與LO相連，因此低電平就是0V。當輸入為1時，LO輸出15V，HO輸出相對于自舉電源地的15V，因此HO相對于地的電壓為30V。

其實這還沒有結束，如果想獲得更高的電壓，可以增加相同的芯片，將第二片芯片的自舉電壓地也就是VS連接到第一片芯片的HO上，就可以在第二片芯片的HO上獲得45V方波。當然這個過程并沒有考慮二極管的壓降。

關于自舉升壓芯片的選型，要注意芯片是否支持LO與HO同時輸出高電平，因為在半橋應用中，通常需要避免上下管同時導通，因此部分芯片在內部做了邏輯限制直通，需要通過閱讀規格書判斷是否存在這個問題。

關于高幅值方波的應用，本文舉個例子，例如超聲波發射模塊的驅動。超聲波模塊的發射功率隨著驅動電壓的增大而增大，在超聲波測距的應用中，如果想提高測量距離的范圍，一個方法是通過提高發射端驅動電壓，另一個方法是提高接收端放大電路的增益和信噪比。

如果峰峰值30V的驅動電壓你還覺得不夠，那么還可以使用兩個相同的自舉升壓電路，通入極性相反的驅動信號，如上圖所示。通過調整驅動回路的電容和電阻，可以獲得60V的峰峰值，如果將電阻換為電感，說不定效果更好。