前面我們討論到驅(qū)動(dòng)器的旁路電容選取的標(biāo)準(zhǔn)，本文將討論對(duì)于自舉驅(qū)動(dòng)電路中的自舉電容容值如何選取進(jìn)行舉栗子分析，話不多說開整。
在此示例中，采用IR2125高壓集成柵極驅(qū)動(dòng)器來(lái)驅(qū)動(dòng)48V輸入降壓轉(zhuǎn)換器中的IRF1310N晶體管。 下面給出了相應(yīng)的示意圖。
假設(shè)以下電路參數(shù)：
VIN,MAX=65V 穩(wěn)態(tài)最大輸入電壓
VDRV=12V MOS管驅(qū)動(dòng)電壓
?VBST=0.5V 穩(wěn)態(tài)自舉電容紋波電壓
?VBST,MAX=3V 在驅(qū)動(dòng)器進(jìn)入欠壓鎖定或柵極驅(qū)動(dòng)幅度變得不足之前，CBST兩端的最大電壓下降。
fDRV=100kHz 開關(guān)頻率
DMAX=0.9 最小輸入電壓下的最大穩(wěn)態(tài)占空比–在此示例中，控制器沒有限制最大占空比。
tOFF,TR=400µs 瞬態(tài)關(guān)斷時(shí)間–突然移除負(fù)載時(shí)，MOSFET在該時(shí)間間隔內(nèi)保持關(guān)斷狀態(tài)。
tON,TR=200µs 瞬態(tài)導(dǎo)通時(shí)間–負(fù)載電流突然增加時(shí)，控制器在此時(shí)間間隔內(nèi)保持MOSFET導(dǎo)通，以建立輸出電感器電流。
電路相關(guān)器件參數(shù)：
QG=85nC 驅(qū)動(dòng)電荷 IRF1310 @ VDRV=12V and VDS=65V
RGS=5.1k? 泄放電阻
IR=10µA 漏電流 DBST @ VIN,MAX and TJ=80°C
VF=0.6V 正向壓降 DBST @ 0.1A and TJ =80°C
ILK=0.13mA 電平轉(zhuǎn)換器的泄漏電流 @ VIN,MAX and TJ =100°C
IQBS=1mA 自舉驅(qū)動(dòng)器的靜態(tài)電流
首先，考慮驅(qū)動(dòng)器的穩(wěn)態(tài)操作。 基于0.5V的紋波預(yù)算和自舉電容器消耗的電荷量，可以確定一個(gè)最小電容值：
代入數(shù)值可得出穩(wěn)態(tài)工作時(shí)的最小自舉電容器值：
對(duì)于瞬態(tài)條件，根據(jù)最大電壓降計(jì)算電容值。 當(dāng)開關(guān)必須長(zhǎng)時(shí)間保持?jǐn)嚅_狀態(tài)時(shí)，輸出電感器電流衰減至零，并且主開關(guān)的源極穩(wěn)定在輸出電壓上。 自舉二極管被反向偏置，自舉電容器必須使浮動(dòng)驅(qū)動(dòng)器保持活動(dòng)狀態(tài)。 此外，在空閑周期結(jié)束時(shí)，CBST仍必須提供柵極電荷才能導(dǎo)通MOSFET。 因此，所需的電容器值為：
代入實(shí)際參數(shù)計(jì)算得：
進(jìn)行最后的計(jì)算以檢查是否可以在所需的200us瞬態(tài)導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)連續(xù)接通開關(guān)。 可以補(bǔ)充自舉電容器后，較長(zhǎng)的導(dǎo)通時(shí)間后將有保證的關(guān)斷時(shí)間。 自舉電容器必須保持足夠的能量來(lái)支持靜態(tài)電流和泄漏電流，如下表所示：
代入數(shù)值計(jì)算得：
為了滿足所有這三個(gè)要求，應(yīng)選擇最高電容值（CBST = 470nF）。
高端驅(qū)動(dòng)器IC不僅必須被自舉電容器旁路，而且還必須被另一個(gè)以地為參考的電容器旁路，如示意圖所示。 CDRV提供高峰值充電電流，以補(bǔ)充主MOSFET先前導(dǎo)通期間從CBST吸收的能量。 如果CDRV >> CBST，則自舉電容器可以重新充電至完整的VDRV電平。 通常，CDRV比CBST的電容大一個(gè)數(shù)量級(jí)。 選擇低側(cè)旁路電容器的值時(shí)，首先應(yīng)考慮穩(wěn)態(tài)工作。 因此，CDRV≈10⋅CBST，1，需要CDRV = 2.2µF。