在开关电源的设计与应用中，自举电容是一个关键的元件，它在特定情况下能显著提升电源的性能。那么，开关电源在什么情况下要加自举电容呢？让我们深入探究。
什么是自举电路
自举的概念
自举电路，也被称作升压电路。它主要借助自举升压二极管、自举升压电容等电子元件，实现电容放电电压与电源电压的叠加，进而使电压升高。在某些电路中，升高后的电压甚至能达到数倍于电源电压。通俗来讲，“自举” 就如同把自己抬高，通过巧妙的电路设计实现电压的提升。
自举电容的用途
自举电容的工作原理基于电容两端电压不能突变的特性来升高电压。在常见的 DCDC 开关电源（如 BUCK 降压电路）中，我们会发现有的电路需要带自举电容，而有的则不需要。一般来说，带自举电容的 BUCK 电路，其 IC 内部的开关管用的器件一定是 NPN 型。这是因为 NPN 型开关管在工作过程中，需要特定的电压条件来保证其正常导通，自举电容能够为其提供这样的条件。
自举电容的使用
无自举电容状态时
为了更好地理解自举电容的作用，我们举个例子。设定 MOS 管的 Vgs 电压为 4V，在开始时，如果 MOS 的 D 极电压为 12V，S 极电压为 0V，G 极驱动电压也为 12V。
那么 MOS 会发生以下几种状态：
导通瞬间：因为 Vg > Vs = 4V，即 12V - 0V > 4V，此时 MOS 管处于正常饱和导通状态。在饱和导通状态下，MOS 管相当于一个闭合的开关，能够让电流顺利通过。
导通后：S 极电压会从 0V 开始升高，这是因为导通后 D 极电压流向了 S 极。当 S 极电压升到 > 8V 后，Vgs 就不再大于 4V，例如当 S 极电压为 8.01V 时，Vg - Vs = 12V - 8.01V = 3.99V 4V。此时，MOS 管由饱和导通状态转为放大状态。在放大状态时，MOS 等效为一个阻值非常大的电阻，会形成压降，使得 S 极电压不再上升，维持在 8V 多一点的电压。这种状态会影响电路的性能，导致电源的效率降低。
增加自举电容后
在 MOS 的 G 与 S 间接入一个小电容 Cboot，在 MOS 未导通时给电容充电。当 MOS 导通，S 电压升高后，由于电容两边电压不能突变的特性，电容会自动将 G 极电压升高，从而使 MOS 保持继续导通状态。具体来说，当 S 极电压从 0V 上升至 5V 时，G 极电压会从 12V 变成 17V，这样就能保证 Vg 和 Vs 两端的电压保持不变，使得 MOS 继续保持在饱和导通状态。通过这种方式，自举电容能够有效避免 MOS 管进入放大状态，提高电路的稳定性和电源的效率。
关键词：
开关电源
自举电容
加入微信
获取电子行业最新资讯
搜索微信公众号：EEPW
或用微信扫描左侧二维码
