自举电路设计与应用-高电压栅极驱动关键解析

"这篇文档是飞兆半导体公司提供的关于自举启动电路的设计和使用准则，主要针对高电压栅极驱动器IC的应用。文档详细讲解了自举电阻的选择、自举电容的计算以及自举启动电路的工作原理和设计考虑，旨在帮助电力电子工程师理解和优化自举电路在开关应用中的性能。" 在自举启动电路中，自举电阻(RBOOT)的选择至关重要。自举电阻与自举电容(CBOOT)和充电时间(tCHARGE)共同决定了自举电压的下降。公式3说明了自举电容充电时的电压降，其中ICHARGE是充电电流，RBOOT是电阻值，tCHARGE是充电时间。电阻值不宜过大，否则会影响VBS(自举电压)的时间常数。如果电压降超过允许范围，可以考虑使用快速恢复或超快恢复二极管来改善。 文档给出了一个具体例子，涉及的器件包括栅极驱动IC FAN7382、开关器件 FCP20N60和自举二极管 UF4007。通过计算最大允许的电压降(1.0V)，我们可以使用等式6来估算自举电容的最小值。推荐的电容值范围是100nF至570nF，实际选择应基于所用器件的特性。过大的电容值会减少充电时间，可能导致在低端导通时间内电容无法达到自举电压。 自举启动电路通常用于高电压栅极驱动器，如图1所示。在启动时，自举二极管可能无法正常工作，导致自举电容无法充电。为解决此问题，文中提出了一个启动电阻(RSTART)、启动二极管(DSTART)和齐纳二极管(DZ)组成的启动电路。这个电路在上电时为自举电容提供初始充电，并在正常工作时维持自举电压高于驱动器电源电压。启动电阻限制了充电电流和齐纳电流，选择合适的电阻值能提高效率。 自举电路设计时需考虑多种因素，包括占空比限制、自举电容的充电时间以及在不同应用环境下的初始电荷问题。在电池充电器等应用中，如果输出电压在输入电源加载前已存在，自举电容的初始充电可能会变得复杂。通过精心设计启动电路和选择适当的元件，可以克服这些问题，确保自举电路的有效运作。