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标题: 自举电路工作原理 [打印本页]
作者: yyzwj99    时间: 2012-7-6 14:58
标题: 自举电路工作原理
哪位高手帮忙解释一下这个电路的工作原理。
/ ^+ B, R4 z: ?3 k' H& Z' ?. t1 V8 F7 C" b; t0 j/ `
从图片上面得知Vout来是由FB电路所控制的，那么Rboot，C2，Q1，Q2这部分电路的工作原理是怎么样的。
5 ?) h, I4 G  L) N. r8 k尤其是自举电路，是不是电容选择不当，电路工作可能就有问题了。

QQ截图20120706145452.jpg (36 KB, 下载次数: 54)

自举电路

自举电路
作者: skatecom    时间: 2012-7-7 23:02
粗劣的解释一下吧，不对的，求喷，呵呵
2 b3 G9 I' h9 W! u# g- N0 e# B ( ^  c, I! t3 B

7 f, i. F3 E& E+ m9 q9 ~     RT9214是一颗同步降压的DC-DC芯片，自举电路也叫升压电路，D1 ， Rboost，C2构成自举电路。当1脚高电平的时候，D1截止，C2充电，当1脚低电平的时候，D1导通，C2放电，由于电容两端电压不能突变，放电的时候8脚电位被拉高，从而达到自举升压的目的。, r# h5 [' I& \) Z. M9 P
    8脚的高电位主要Q1，Q2的驱动能力。Q1打开的时候，电感L1储能。8脚电压=Vin，此时Q2是截止的。C2处于充电过程中。Q1截止，Q2打开，电感L1电流增大，由于电感两端的电流不能突变，所以Vout电压被拉低，故达到降压的目的。8脚的高电平主要用于加速Q1的截止，Q2的迅速打开。
作者: skatecom    时间: 2012-7-7 23:04
8脚的高电位主要用于增强Q1，Q2的驱动能力
作者: yyzwj99    时间: 2012-7-9 00:23
skatecom 发表于 2012-7-7 23:02 3 l3 h/ D+ q# U/ V
粗劣的解释一下吧，不对的，求喷，呵呵
& C- S/ C* ~) ~+ T

# r2 K0 ~6 Y/ H# ^8 [呵呵！接着讨论哈！' Q- w( }' M8 ]7 z! N
有些疑问：
* f" h; y/ r% e1、这个芯片不是DC-DC的降压芯片；
  s- |$ m$ f8 D1 d+ m2、请问BOOT何时会是低呢？并没有软件控制。再说D1的正极永远都会是有电压的。
8 Z- h& P( y* H5 N3、D1导通，C2放电，由于电容两端电压不能突变，放电的时候8脚电位被拉高。[D1什么时候会截至，谁会让它截至呢？]
. h1 j* V; t7 J0 {8 I3 N5 g9 G4、Vout 的输出电压是有FB电阻控制的，这是芯片的DS上面写到的。
作者: wushimin6    时间: 2012-7-9 10:25
:):):):):)
作者: skatecom    时间: 2012-7-9 13:23
我把RT9214的datasheet发出来吧，呵呵

RT9214.pdf

345.47 KB, 下载次数: 277, 下载积分: 威望 -5

~~
作者: jacklee_47pn    时间: 2012-7-9 15:29
yyzwj99 发表于 2012-7-9 00:23
* `3 U4 h/ L/ I$ {- W呵呵！接着讨论哈！+ s: P/ L( Z$ r+ M
有些疑问：
9 t" G: c$ `" e3 [/ i% y1、这个芯片不是DC-DC的降压芯片；
8 d' Z/ {* ~4 r
嗯?  datasheet 標題 Synchronous Buck PWM DC/DC Controller ，怎麼不會是降壓芯片呢?
作者: qiangqssong    时间: 2012-7-9 16:59
对于2楼说的不太理解！！！
作者: yyzwj99    时间: 2012-7-9 17:21
jacklee_47pn 发表于 2012-7-9 15:29
( T) N7 v1 y+ c4 n- I嗯?  datasheet 標題 Synchronous Buck PWM DC/DC Controller ，怎麼不會是降壓芯片呢?

. X8 [$ C! q. C: L2 |是的，是PWM降压芯片。不过对于2楼的讲解仍然不清楚。# A4 t- Q5 h2 m9 {

' E/ w# z# D2 z1 ?) F2 ?8 o4 Z1、我想要知道的是 PWM是固定的，那VIN和+5V to +12V 和VOUT 有什么关系？ Vout 应该是由FB控制的，但和PWM控制还是有关系的，只是PWM又是固定不变的所以……9 d7 V& t2 O/ i/ @
2、boot 的电容工作原理以及对于输出的作用……
作者: tony_wuy    时间: 2012-7-28 09:27
唉，注意是ＰＷＭ　controller ,看内部方框图，也即是现在大多的DC-DC把两个MOS集成内部了！
作者: ecbios    时间: 2012-7-29 08:04
PWM不的恒定的，芯片通过反馈知道输出电压异常的时候调整PWM来调整输出电压
作者: ecbios    时间: 2012-7-29 08:06
自举电路是中的C2是否可以理解成耦合作用？
作者: zhangyang008    时间: 2012-7-31 17:11
C2 在下管开通时，充电到前面2及管前的输入电压。下管关断，C2通过芯片，Rugate对Q1充电，Q1开通。如果Rboot电阻大，导致C2开始时的电压不足开通上管。可能发生输出电感电流饱和而导致输出过压保护哦
作者: kevin890505    时间: 2012-8-2 16:10
看了大家说法，貌似都知道，但说的不清晰，我就我的理解来解释下，不对的还望大家多多指点：
. V# D3 ^+ N6 m* N+ q% T0 R1，首先大家必须知道一点，就是DCDC中，基本用的都是NMOS，打开（大多是NMOS，PMOS的导通电阻很大）时候Vgs要大于开启电压。（PMOS其实也一样）, J) W0 C9 H1 X% v! z: L, x
2，而S端的电压在DCDC中可以理解为输入电压，有可能会很高（这里是12V，当然有的可能会有三五十V），那就是说栅极电压必须要高于12V才可以打开MOS，而且需要一定的电流（MOS的GS电容充电）
2 ^( y( f: x/ W  \, e' j" f3，如果全部靠DCDC转换的IC提供，显然是不合理的，因为IC的栅极驱动端不可能提供高达12甚至30V或者更高的电压，而且提供的电流也不会很大很迅速8 Z2 x, O5 m' _; }0 g3 e$ l/ X2 W
4，此时就需要自举电容，在NMOS关断（低电平不存在问题）的时候，电容会通过自举二极管迅速充电，也就是图中的1N4148,电容的最终电压就是S,D端的压差，接近于输入电压。' ~9 j, Z, P7 i6 W, P1 a
5，当要打开NMOS（高电平）的时候，栅极电压从0开始升高，此时由于电容电压不能突变，Vgs=电容两端的电压=此处约为12V，从而保证电压满足导通条件. I. E- c1 e+ N0 i- ?% ~
6，同时，电容放电时会给栅极提供电流，给MOS的GS间电容充电，从而有效驱动MOS的开关% \' J3 Q5 m9 I: f  Q( W
7，自举电容串联的电阻是为了延长MOSFET的导通过渡时间。这有助于EMI。但很显然，它会增加开关损耗，所以很少使用。) ~; d8 j# Z+ Q8 R
8，对于这个电路的Q1,Q2是构成半桥拓扑，在原理上和单端的没有太大区别。
作者: clp783    时间: 2012-8-2 17:02
高人出现了
作者: xd365    时间: 2012-9-6 01:40
kevin890505 发表于 2012-8-2 16:10
  r; v) Z; A" `/ J& O* W看了大家说法，貌似都知道，但说的不清晰，我就我的理解来解释下，不对的还望大家多多指点：
+ o) J. l$ e2 T0 i( s! g1，首先大家必 ...
" s8 w3 o/ C( O6 X( `) a
第五点和第六点能理解为是为了让MOS能尽快导通吗，如果你是这么认为的话，那么你对自举电容的理解就错了。
作者: kevin890505    时间: 2012-9-6 15:34
xd365 发表于 2012-9-6 01:40   Y8 Y& d6 }7 D/ n8 b
第五点和第六点能理解为是为了让MOS能尽快导通吗，如果你是这么认为的话，那么你对自举电容的理解就错了。 ...
! c" g9 W- B3 u# i
如果不是提供Vgs电压和栅极电流的话  那我还真不知道是什么原因了   求教
作者: xidgli    时间: 2012-9-6 16:15
我也来发表发表自己的见解，班门弄斧，不对的地方请见谅。' Y4 x; G' f+ c. N, g  d. I
Q1，Q2是交替导通的，当Q1,导通Q2截止时，输入电压通过Q1-L1-VOUT,输出电压同时给L1储能。当Q1截止Q2导通时，电感L1产生左“—”右“正”的电压通过负载-地-Q2构成回路。同时电源通过D1-RBOOT-C2-Q2-地给电容C2充电，电动势为上“+”下“—”。Q2的S极此时为负，这样就能使Q1栅源电压容易达到开启电压使Q1导通。
作者: 太仓一黍    时间: 2012-9-6 18:18
kevin的解释是对的  自举电容就是帮助芯片打开UGATE的没其他作用   做个实验就知道了把它去掉看是什么效果 不 对 求 喷
作者: xd365    时间: 2012-9-6 18:48
kevin890505 发表于 2012-9-6 15:34
3 U+ T' Y4 K: _如果不是提供Vgs电压和栅极电流的话  那我还真不知道是什么原因了   求教
+ B1 t! m4 b( E. P, O& ^- c6 P
你可以查看这个芯片的资料，自举电容的电压只给了上管，没给下管。
3 v" B/ g; o3 _* R8 c- ~  a- W( A自举电容的真正作用是：当上管导通后，要保持Vgs是个高电平，让上管处于导通状态。
作者: kevin890505    时间: 2012-9-7 10:16
xd365 发表于 2012-9-6 18:48
' T( L9 `0 H/ {' g8 D你可以查看这个芯片的资料，自举电容的电压只给了上管，没给下管。
+ m+ w' h( l9 q, j3 t; [* t自举电容的真正作用是：当上管导通后 ...
7 D% v. p) U! q' A4 k
请看第八条 谢谢
作者: txdxs    时间: 2012-9-7 15:54
学习了，呵呵
作者: 小平    时间: 2012-11-23 11:25
2#和14#都说的好。14#理论好强，看的书多。{:soso_e160:}
作者: timerc    时间: 2012-11-23 15:48
本帖最后由 timerc 于 2012-11-23 15:55 编辑 # A/ g( I+ r3 R: a  \+ z+ l4 F

' D/ U: _7 w* J( Y从这张图，我觉得BOOT跟PHASE有点像个比较，类似三极管调静态工作点的功能

{DD5F4D65-7FBA-448B-B5D2-05F47AA2D76F}.jpg (12.66 KB, 下载次数: 0)

{DD5F4D65-7FBA-448B-B5D2-05F47AA2D76F}.jpg
作者: qiangqssong    时间: 2012-11-23 16:19
仔细看了各位的解释，这块的原理总算是整明白了，谢谢！！
作者: zgq800712    时间: 2012-11-25 11:44
本帖最后由 zgq800712 于 2012-11-25 11:49 编辑 5 @- A  o2 V* l1 K. m& ~( h

( p& _% r( ?4 u* z1 B9 D先固定 D1二极管输入是5V吧; O1 s8 c; s6 R/ i' V5 \+ _- v0 T
Rboot,电容充电电阻，怎么充电的，比如Q2拉低不是充上电了？这个时候C2两端电压多少？ 就是5V。 PWM斩波多是动态的，有高就有低，现在充电充上了，输出端比如输出的是9V，9V和C2电压一叠加就是9V+5V=14V，这个是对地的，如果以输出端坐参考，C2两端就是5V。 再来看Q1 ,Q1源级是9V，     然后Q1栅极呢，Vgs肯定要大于开启电压，电压大点导通电阻也会小点，比如2V以上开启。栅极电压哪里来呢，就是上面这个C2电容，C2电容一端接在输出的9V上，他自己2端的电压是5V，那C2另外一端的对地电压就是14V，这个电压作用于Q1也就是高管的栅极， 栅极电压14V,源极电压9V，Vgs=14-9=5V管子可以开起来了。
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8 S% r; D; H/ D% o
如果是电机驱动的IGBT的话这个电容就要10uF以上了，以为IGBT里面有三极管，电流大。  r1 D" V$ r3 t1 V+ z3 g% e

( T2 `# H5 @3 s& W$ `/ q5 b
1 n- \9 i5 j. T. s0 W/ z9 u; S7 W) z5 g  {, `
我给一个电容用5V充电，然后我吧这个电容和一个5V的电池连接起来，就有10V了。
作者: yuhuikeji    时间: 2012-12-8 13:22
强烈建议楼主应该多看看芯片手册。
作者: wuxuelin2006    时间: 2012-12-9 17:49
同意27楼的，多看看datasheet！
作者: kobeismygod    时间: 2013-5-30 19:30
kevin890505 发表于 2012-8-2 16:10
8 g7 }; ~5 f, b  U% v) N* A看了大家说法，貌似都知道，但说的不清晰，我就我的理解来解释下，不对的还望大家多多指点：
5 L& G% i" Q4 R, {  X6 J1，首先大家必 ...

+ C4 m3 M# F: a/ g+ L% s有一点不太明白，你说自居电容充电后的压降是SD两端的电压，不对吧？驱动高端NMOS比较困难主要是NMOS的S及不是接地的，S级电位不是0，所以很难满足VGS>0的导通要求，而这个自居电容充电后的电压应该是S级的电压，最后芯片用这个电压去叠加芯片本身的驱动电压Vdrv之后，也就是VS+Vdrv，才能满足高端NMOS导通要求，是不是这样的？？另外，上面有兄弟说自举电容的目的是为了抬高8脚的电位，这更加是不能理解的，8脚也就是S极的电位抬高了，想使Vgs>0不是更难了吗？不是更加的难以驱动了吗？？？？
作者: kevin890505    时间: 2013-5-30 20:14
kobeismygod 发表于 2013-5-30 19:30 + q# b; Q& f9 q- F) l, B
有一点不太明白，你说自居电容充电后的压降是SD两端的电压，不对吧？驱动高端NMOS比较困难主要是NMOS的S及 ...
5 c( p# d4 u5 T+ Y+ h' i$ M
是的，没说清，我想表达的是DCDC电源等于Vin，充电是在下管导通时，此时高端MOS的S极电势约为0，那么自举电容电压就是约为Vin。
% q9 Q9 n: j. }6 y" V& F, s1 F: X在高端MOS导通前，低端MOS是导通的，但是当高端MOS导通后，8脚电势会从0V左右抬高到Vin，自举电容压差不变，那么BOOT脚电压) x: p* D4 A. `, z. x2 q3 ^
就会抬高Vin，那么内部就是你说的：叠加芯片本身的驱动电压Vdrv之后，也就是VIN+Vdrv，才能满足高端NMOS导通要求.
% _& P5 f3 W0 e& l0 N+ }) C; a/ \
" T. M$ W7 ^' P# E抬高8脚电势是扯淡，BOOT是抬高高端MOS的栅极驱动电压的，也就是2脚
作者: kobeismygod    时间: 2013-5-31 09:47
kevin890505 发表于 2013-5-30 20:14
# D1 p4 b1 t( G# P是的，没说清，我想表达的是DCDC电源等于Vin，充电是在下管导通时，此时高端MOS的S极电势约为0，那么自举 ...

4 f4 o* L: E5 ^! a恩，了解。
作者: liny123    时间: 2013-5-31 14:53
zgq800712 发表于 2012-11-25 11:44
8 G4 i* }$ p+ z" K  r$ X* ]先固定 D1二极管输入是5V吧" E% @+ o$ _3 F9 L6 J8 M
Rboot,电容充电电阻，怎么充电的，比如Q2拉低不是充上电了？这个时候C2两端电压 ...
# @$ G; d/ h' x) e
楼上，整体对念是对的，有几部份线路分析不同于我的理解，如下& ]( x" T: A2 U  D8 T
1  依楼上供电设为5V ，那Q2 导通后， C2处于充电状态充满故两端电压为5V ，如果此时输出是9V， 以地为参考C2两端的电压是5V，不是楼上所说的14V，以输出端为参考那C2两端的电压是4V， 因输出电压9V是电感L1的感应电动势，左一 右+ 所以这个电压是不能直接和C2的电压相加，而是相减. 这都是在Q2导通时成立.
' h* a: N0 p3 i9 E: o" M9 x  u2  Q1的源极（S) 不会是9V，上面已经说过，电感L1的电压是左- 右+ ，这个电压不能拿到Q1源极来做参考，   如果Q2停止，芯片会上要打开Q1，此时Q1 G极电压会上升，这个上升的电压再加上C2两端的5V ,来达到Q1的导通条件.) X- ]! I2 M1 L, O! g) ]
以上是我个人的理解，如果不对勿喷，大家共同讨伦，共同参与.....
$ }$ W4 W! m" ]* ?; Q' P$ X) Y0 Y6 t, _  v) M
我觉得14楼分析得好.



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