自举电路在高电压栅极驱动电路中的应用

一、自举电路核心原理

电容两端电压不能突变：

根据电容公式，i=C*du/dt，得知du/dt=i/C，故电容两端电压从0升到VDD时，取决于电流和电容的比值。 容值一定时，电流越大，电压上升越快； 电流一定时，容值越小，电压上升越快。

二、简单的自举电路模型

只有一个6V电源，但是想要输出12V电压，就可以应用自举电路。 下图二极管D1和电容C1就构成了自举电路。

1.A状态为电容充电状态，此时开关A闭合，开关B断开，Q1导通，C1负极与地导通，电流从电源VDD出发，通过D1，经过C1，经过Q1，再流回D电源VDD。 达到稳态后，电容上端对地电压为6V，下端对地电压为0V.

2.当开关B闭合，开关A断开，Q1截止，电容下端电压与电源正极直连，此时电容下端对地电压等于电源正极对地电压为6v。 由于电容两端电压不能突变，电容上端相对电容下端电压为6v，电容下端相对地电压为6v，所以电容上端相对地电压为12v。 由于D1的反向截止作用，使得电容上端对地可以保持12v。

3.在实际模型中，由于反向二极管和MOS管均存在微弱的漏电，自举电路需要不断切换状态来对自举电容充放电来保证电压长时间稳定。 自举电路的供电能力取决于自举电容的大小。

三、自举电路在高电压栅极驱动电路中的应用

工作原理

当Vs降低到IC电源电压VDD或下拉至地时(低端开关导通，高端开关关断)，电源VDD通过自举电阻RBOOT和自举二极管DBOOT对自举电容CBOOT进行充电，如下图红色所示。 当Vs被高端开关上拉到一个较高电压时，此时VBS电源浮动(Q1导通，VB电位=Vs+VDD，Vgs＞Vgs(th))，自举二极管处于反向偏置，轨电压(低端开关关断，高端开关导通)和IC电源电压VDD被隔离开。