如何理解自举电容工作原理
自举电容是利用电容两端电压不能突变的特性,达到把电容电压抬高的目的。
如图24V电压通过二极管D3单向给自举电容充电,当Q2关断的时候,M2就会通道。此时M2的S极电压就会为电源电压24V。由于电容两端的电压不能突变,所以自举电容C3上端的电压就会为48V。下面是仿真结果进一步验证了该结论
自举电容仿真波形
自举电容如何选择
首先旋转自举电容就是在选择电容,电容的选型主要要考虑两点,一个是耐压值,另一个是大小。
(1)自居电容耐压值如何选择
如下图,电容被举之前的两端电压为5V,对地电压也是5V。当自居电容被抬高48V后,由于电容两端的电压不能突变,所以电容两端的电压还是5V,但是电容对地的电压有53V。无论是自居电容被自举前还是自举后,自举电容两端的电压都是为5V,只需关注电容两端的电压即可,因此理论上自举电容的耐压选择大于5V就行了,但是实际电路设计中,电容耐压选择要留有一定的余量。这里选择6.3V耐压或者16V耐压都可以(建议选择16V耐压)。
(2)自举电容的大小如何选取
自举电容的大小选择在不同的应用场合中有各自的选法。由于篇幅的限制,在这里我仅讨论自举电容在开关电源中的大小选择方法。
首先自举电容取值无非两种情况。
1.自举电容取值过小
下图是buck电路的简化图。
自举电容取值为10nF
图中自举电容取值为10nF,仿真测试自举电容C3上端的电压波形
自居电容C3上端电压波形
如上图有很多尖峰,而且比较陡。这说明电容两端的电量放得比较快,电容取值太小了。
自居电容取值100nF,再次仿真。自举电容电量下降比较缓了
自举电容取值为100nF仿真结果
自举电容取值为200nF,再次仿真。很明显自举电容两端电压下降更加平缓了。
自举电容取值为200nF仿真结果
自举电容取值为10uF,再次仿真。如图自举电容取值为10uF,需要经过N个开关周期后,自举电容的电才能充满。
自举电容取值为10uF
通过以上的分析,该电路中自举电容可以选取200nF
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