
Buck电路中的自举电容如何取值?计算依据是什么?
2023-11-24 14:39:42
晨欣小编
在Buck变换器(降压型DC-DC转换器)中,自举电容(bootstrap capacitor)是用于提供高侧(高电压一侧)N-MOSFET的驱动电压的电容器。这个电容器通过一个二极管和一个降压型电感连接到输出电压,以便在每个开关周期重新充电。在Buck电路中,自举电容的取值很关键,它需要满足一些要求以确保正常的运行。
自举电容的取值计算依据:
电压稳定性要求: 自举电容的电压要足够稳定以保证N-MOSFET的正常驱动。通常,电容充电期间的电压下降不应使得电容的电压低于N-MOSFET的门阈电压。
电容值计算: 自举电容的电容值取决于电流的波形和电压的波形。一般而言,电容的容值可以通过以下公式计算:
CBOOT≥ΔVBOOTIBOOT⋅TON
其中:
IBOOT 是N-MOSFET驱动电流。
TON 是N-MOSFET的导通时间。
ΔVBOOT 是自举电容电压下降(充电期间的电压降低)。
充电时间要求: 自举电容的充电时间通常需要小于一个开关周期的时间,以确保在每个开关周期开始时,自举电容都能够得到充电。
举例说明:
假设你有一个Buck电路,其中N-MOSFET的驱动电流为 IBOOT=1mA,导通时间 TON=100μs,且自举电容的电压下降为 ΔVBOOT=2V。
CBOOT≥2V(1mA)⋅(100μs)=50μF
在这个例子中,你需要选择一个不小于50μF的自举电容。
请注意,这只是一个简化的例子,实际设计中还需要考虑许多其他因素,例如电容器的ESR(等效串联电阻)、温度变化对电容值的影响等。因此,最好的做法是参考相关的Buck电路设计手册和元件数据手册,以确保你的设计满足稳定性和性能的要求。