世上最全的自举电路详解.pdf

自举电路是电力电子领域中常见的技术之一，尤其在MOSFET和IGBT的栅极驱动电路设计中应用广泛。自举电路的原理、应用领域以及其中的关键元件计算方法是本篇文档所要详细解释的内容。 自举电路原理是通过一种特定的电路设计方式，为高压器件的栅极提供高于源极电位的驱动电压。其核心思路是利用电容存储能量，通过自举电阻和自举二极管实现对电容的充电和放电，从而在需要的时候提供浮动电源。自举电路设计中最关键的是确保在开关器件导通时，能够迅速且有效地为电容充电，并在器件关断时利用存储的能量进行驱动。 自举电路在电力电子中扮演着重要角色，尤其在高电压和大功率的应用场合。例如，在功率型MOSFET和IGBT的高频开关应用中，自举式栅极驱动技术能够满足复杂电路对开关速度的要求，同时提供高效率和低功耗。自举电路能够允许开关器件以主开关器件的源极为基准，使得驱动电路和偏置电路能够在两个输入电压之间摆动，而不需要额外的高压电源。 自举电容是自举电路中不可或缺的元件，它负责存储能量并为驱动电路提供浮动电压。自举电容的计算对电路性能有直接影响，需要根据应用中的具体条件选择合适的电容值。 自举电阻与自举电容配合使用，当开关器件的高端开关导通时，电阻限制充电电流的大小，帮助自举电容在合适的时机内充电。同时，自举电阻的大小也影响着电容充电的速率。 自举二极管是确保自举电容在充电时只单向导通电流的元件，防止电容放电，保证其上存储的电荷不会在不适当的时候流失。 在自举电路的应用中，需要注意到电路存在一定的局限性。占空比受到自举电容刷新电荷所需时间的限制，而且当开关器件的源极接负电压时，自举电容可能会发生过压现象，这是因为自举电容的充电电压取决于VDD电源与地之间的电位差，当源极出现负电压时，可能会导致自举电容充电电压过高。 自举电路的性能直接受到寄生参数的影响。例如，在开关器件关断期间，负电压的产生可能是因为寄生电感和开关器件的关断速度（di/dt）造成的。这种负电压现象会直接导致驱动电路或PWM控制集成电路的源极VS引脚出现问题，甚至可能将内部电路拉至地以下，造成电路损坏。 在设计自举电路时，工程师需要考虑如何处理这些负面影响，设计时应尽量减少电路中寄生电感的影响，例如通过优化电路板布线或使用低电感封装等方法。此外，正确选择自举电阻和自举电容的参数也至关重要，以确保电路在各种工作条件下都能稳定可靠地工作。 自举电路在电力电子领域中是一种非常实用且高效的技术。通过正确设计和精心选择电路元件，自举电路可以广泛应用于各种高性能开关电源和电机驱动器中，满足现代电子设备对于高效率和高性能的要求。对于电力电子工程师而言，深入理解和掌握自举电路的设计和使用准则，对于开发高性能、低成本的电力电子系统至关重要。