BUCK电源芯片中自举电容的说明
自举电容的说明
在BUCK电路中,经常会看到一个电容连接在芯片的SW和BOOST管脚之间,这个电容称之为自举电容,关于这个电容,在下面对该电容进行说明。
1 MOS工作原理
首先认识MOS的符号,确定是N型还是P型,然后确定各个极:
然后了解MOS的开启条件:
2 开关电源芯片的工作方式
LT3840的datasheet中对自举电容没有详细的说明,只是在boost引脚的说明里给出了
而查阅另一款BUCK芯片MP1484,手册里对自举电容进行了说明:
翻译过来就是:由于高端MOSFET需要的栅极电压大于输入电压,因此需要在SW和BS之间连接一个升压电容器来驱动高端栅极。 当SW为低电平时,升压电容器从内部5V电源轨充电。
接下来结合LT3840芯片内部框图来说明:
INTVcc的说明为:INTVCC是辅助偏置电源输出。用靠近该引脚的低ESR电容旁路该引脚。 INTVCC为LT3840提供内部偏置MOSFET栅极驱动器。这个值并不等于Vin,只是给驱动器供电。
DC-DC在工作时,SW管脚电压在MOS2导通时是接GND的;在MOS2断开时即MOS1导通时是接Vin,SW电压与电源输入相同。上管MOS1的Vgs由驱动器DRIVE控制。根据前一节对MOS的说明,要想N-MOS1导通,Vg需要大于Vs。因为驱动器的电源负端在MOS2断开时电压已经是与源输入Vin相同了,所以驱动器的供电必须大于Vin。
- MOS2导通时,SW引脚接地,自举电容此刻开始充电;
- MOS2断开时,SW由GND变为Vin,自举电容两端的电压不能突变,因此Boost端被升到大于Vin电压,给驱动器进行供电;
仿真结果:INTVcc引脚电压为7.5V,boost引脚的电压最低为7.5V,最高为19V,低的时候表示由INTVcc提供,高的时候表示电容此刻放电,其电压得到累加。
- 当Vsw为低时,表示MOS2闭合,SW引脚接地,此刻Boost引脚电压为低电平7.5V,电容此刻充电;
- 当Vsw为高时,表示MOS2断开,此时Vsw电压等于Vin-12V,而boost电压要累加上电容的放电,即为19V,此刻MOS1是导通的;