什么是自举电容?
DCDC BUCK芯片有一个管脚叫BOOT,有的叫BST,如下是一个DCDC芯片对BOOT管脚的解释,在外部电路设计时,BOOT和SW管脚之间,需要加一个电容,一般是0.1uF,连接到DCDC高端MOS管的驱动端,这个电容就叫作自举电容。
自举电容的作用原理?
如下是DCDC BUCK芯片的框图,上面的NMOS称为high-side MOSFET,下面的NMOS称为low-side MOSFET。当高边MOS管打开时,SW为VIN,SW对电感进行充电储能,电感电流呈上升趋势;当低边MOS管打开时,SW为GND,此时电感通过续流二极管对负载进行供电,理论上高低MOS管不能同时打开,所以上下管打开的周期就形成了占空比,根据负载的轻重,来调节占空比,来满足不同负载需求。
以上就是DC-DC BUCK的大致原理。如下图中的C就是自举电容,当低边MOS管打开时,SW为0,BOOT上的电压由BOOT Charge提供,假如是5V,就对电容进行充电;当关闭低边MOS管,选择打开高边MOS管,因为高边Vgs>Vgs(th),所以高边MOS管能打开,随着高边MOS管打开,SW上的电压就会变成VIN,如果不加这个C,那当Vgs<Vgs(th)时,就会出现高边MOS管无法打开;加上C之后,利用电容电压不能突变的特性,当SW变成VIN,那BOOT上的电压就会变为VIN+5V,此时Vgs会大于Vgs(th),高边MOS管就打开了。
自举电容的额定电压如何选?
一般SPEC上会给出BOOT to SW的最大值,如下图是6.5V,所以一般选10V/16V耐压值的电容即可。