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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。
* U# y* n: U8 N1 b$ A4 `3 x! y' H/ b( O& t1 q) V# F7 q6 r
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。
3 ?. ~5 Z% r9 s. b# d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
# _7 C5 y% d( J9 R$ `6 e$ S: F . ]; D! f1 x$ g1 j
# a! g0 l4 {: X7 @
     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。8 U& |# S% [, [; J
    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
2 a4 t' d. Q2 q5 l  J0 a粗劣的解释一下吧，不对的，求喷，呵呵
5 M. I  w4 G5 Y& e0 \, X3 c4 r

6 i% b7 \2 Q" z' y) ~呵呵！接着讨论哈！
/ a2 r- _% y0 F; B  e有些疑问：
$ a: ^; q* D9 I8 L1 Q3 y# o1 k8 Y1、这个芯片不是DC-DC的降压芯片；* X% U$ u: o5 F- S( m1 }4 M
2、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 R' E: b( k  m" X: r) {* B2 o
3、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？]" Z, X4 k* G  V- {* ?4 ?. O$ F3 t
4、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 E$ A. e) @; ]% X; `1 n呵呵！接着讨论哈！
6 `, \; g3 _; s5 F/ ]有些疑问：' D% k+ W; l( M, G
1、这个芯片不是DC-DC的降压芯片；
$ o6 E8 q' _8 F" k9 b
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
# z6 n# Z1 q/ K+ p1 @$ j) n嗯?  datasheet 標題 Synchronous Buck PWM DC/DC Controller ，怎麼不會是降壓芯片呢?

, o# _- _2 c2 O) S3 W是的，是PWM降压芯片。不过对于2楼的讲解仍然不清楚。4 f6 C  U( l! y" a0 }: I9 Q( {

; z8 n- {7 j* T4 B, m7 K  Y8 |1、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……2 A3 H% b, [8 t3 B* {
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：
, H. E) l  d2 n1 G. Z# |! V1，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）
5 E: O2 y. f' A" r; ]& t- x  z2，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）
+ Q# Z  [; b1 |) w8 E; `3，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' q$ X2 j6 t+ Z: Z4 e7 c- a2 V
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。7 U5 l7 ]2 A8 A" c" e' I% M
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, a7 w3 z: ]9 z4 l" [2 P% B
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
8 {, Q* j1 r$ s9 ?- J9 O7，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。  d: [) T3 E+ {% o
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 3 G2 t% t5 V" ~1 ?8 v
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：0 }+ {1 D* T% x1 {1 \! B& @8 K
1，首先大家必 ...

' Y: h$ b9 H' s% R4 k, U9 X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 ! d) w, M9 _* z, K& a: t
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。 ...

7 C1 K$ E% W2 c3 a8 `( z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。
2 a  z% ?7 V4 M) YQ1，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
6 x, O8 g( X  i* a4 u5 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

# ~7 M. W* c9 Z( H% k, h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。
! q' R/ R! d3 z7 W$ M! _& s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 9 @1 y8 e, A9 z( Q" d0 X6 R9 M
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。
( |8 R" y7 u  P# X, ^8 e" u自举电容的真正作用是：当上管导通后 ...
* @# v3 j: p) p( R1 A% i6 Y3 Z
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
+ z1 J2 Z% w4 z: m5 |& ^) V- c* C( ^( U# f# u" a1 h; f
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
7 S; s7 w& g6 Z
2 V7 r1 d! c* U6 R7 k先固定 D1二极管输入是5V吧1 D# u- r* K5 Z# `! q
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。3 w6 v5 E0 G; v5 q1 v
" w& i7 O! A' ^: C5 U9 s0 L

2 }# o2 f) \9 O7 L* {6 o5 Q, u* v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。
, b+ e/ e/ R0 y& ]& `
% F9 r6 G1 }' B! X% J2 a  G" P" l' o$ k! L: n) G) S

- y) F5 L# y2 J( P, T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 ' l! q+ M8 u' d) q# V
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：6 s! f% K. C: i% I, O3 Z; J
1，首先大家必 ...
+ B3 b; e+ g4 \6 H+ Y
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 ( _% m$ y  I+ K& B+ |% P
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 ...
7 u8 q  k* \; T9 ~' I2 I$ i
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。
) o2 L! |! E+ x- s) ^& i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
: u* z7 d1 z/ G# l; k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.  Z) q; M1 d3 k( b. n+ E8 L) q/ g
% g! I5 l5 z4 ~+ T7 l1 @) ~
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
' ?, Q* B5 `5 I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 ...

' Y" [( w" Z* S; a/ T恩，了解。
作者: liny123    时间: 2013-5-31 14:53
zgq800712 发表于 2012-11-25 11:44
1 c5 Z6 z4 R7 ^$ a先固定 D1二极管输入是5V吧+ r, ]9 v0 @" N! W8 X
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 ...
2 F( ~2 V6 A  j. t% T
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
) Q" t2 a5 V2 [: T. T8 H5 u1  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# I( z/ t! n, T1 O1 a
2  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.
1 |; J) \( |- @, r' |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.....
. o- l5 d6 O8 j, c. X& {# Z$ R* |7 X* k' Z- D
我觉得14楼分析得好.



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