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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:

  1. 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。

  2. 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:

    BOOTBOOTONΔBOOT

    其中:

    • BOOT 是N-MOSFET驱动电流。

    • ON 是N-MOSFET的导通时间。

    • ΔBOOT 是自举电容电压下降(充电期间的电压降低)。

  3. 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 BOOT=1mA,导通时间 ON=100s,且自举电容的电压下降为 ΔBOOT=2V

BOOT(1mA)(100s)2V=50F

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。


 

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