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自舉電路
鎖定
- 中文名
- 自舉電路
- 外文名
- Bootstrap circuit
- 別 名
- 升壓電路
- 電 壓
- 12v-15v
- 目 的
- 電壓升高
- 原 理
- 使電容放電電壓和電源電壓疊加
自舉電路原理
舉個簡單的例子:有一個12V的電路,電路中有一個場效應管需要15V的驅動電壓,這個電壓怎麼弄出來?就是用自舉。通常用一個電容和一個二極管,電容存儲電荷,二極管防止電流倒灌,頻率較高的時候,自舉電路的電壓就是電路輸入的電壓加上電容上的電壓,起到升壓的作用。
自舉電路只是在實踐中定的名稱,在理論上沒有這個概念。自舉電路主要是在甲乙類單電源互補對稱電路中使用較為普遍。甲乙類單電源互補對稱電路在理論上可以使輸出電壓Vo達到Vcc的一半,但在實際的測試中,輸出電壓遠達不到Vcc的一半。其中重要的原因就需要一個高於Vcc的電壓。所以採用自舉電路來升壓。
常用自舉電路(摘自fairchild,使用説明書AN-6076《供高電壓柵極驅動器IC 使用的自舉電路的設計和使用準則》)
開關直流升壓電路(即所謂的boost或者step-up電路)原理
自舉電路充電過程
在充電過程中,開關閉合(三極管導通),等效電路如圖2,開關(三極管)處用導線代替。這時,輸入電壓流過電感。二極管防止電容對地放電。由於輸入是直流電,所以電感上的電流以一定的比率線性增加,這個比率跟電感大小有關。隨着電感電流增加,電感裏儲存了一些能量。
自舉電路放電過程
如圖3,這是當開關斷開(三極管截止)時的等效電路。當開關斷開(三極管截止)時,由於電感的電流 保持特性,流經電感的電流不會馬上變為0,而是緩慢的由充電完畢時的值變為0。而原來的電路已斷開,於是電感只能通過新電路放電,即電感開始給電容充電, 電容兩端電壓升高,此時電壓已經高於輸入電壓了。升壓完畢。
説起來升壓過程就是一個電感的能量傳遞過程。充電時,電感吸收能量,放電時電感放出能量。如果電感量足夠大,那麼在輸出端就可以在放電過程中保持一個持續的電流。如果這個通斷的過程不斷重複,就可以在電容兩端得到高於輸入電壓的電壓。
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電平轉換驅動器:適用於高速應用,能夠與常見PWM 控制器無縫式工作。
N 溝道高端柵極驅動器
直接式驅動器:MOSFET最簡單的高端應用,由PWM 控制器或以地為基準的驅動器直接驅動,但它必須滿足下面兩個條件:
VCC
浮動電源柵極驅動器:獨立電源的成本影響是很顯著的;光耦合器相對昂貴,而且帶寬有限,對噪聲敏感。
變壓器耦合式驅動器:在不確定的週期內充分控制柵極;但在某種程度上,限制了開關性能。但是,這是可以改善的,只是電路更復雜了。
電荷泵驅動器:對於開關應用,導通時間往往很長;由於電壓倍增電路的效率低,可能需要更多低電壓級泵。
自舉式驅動器:簡單,廉價,也有侷限;例如,佔空比和導通時間都受到刷新自舉電容的限制。需要電平轉換,以及帶來的相關問題。
- 參考資料
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- 1. 夏徵農,陳至立主編;幹福熹編,大辭海 信息科學卷,上海辭書出版社,2015.12,第205頁
- 2. 升壓電路原理 .power.21ic.com[引用日期2013-05-21]