请教一个关于同步BUCK的自举电容的问题

小太阳yy

请教一个关于同步BUCK的自举电容的问题 [复制链接]

 

 

如下图中的C就是自举电容，当低边MOS管打开时，SW为0，BOOT上的电压由BOOT Charge提供，假如是5V，就对电容进行充电；当关闭低边MOS管，选择打开高边MOS管，因为高边Vgs>Vgs(th)，所以高边MOS管能打开，随着高边MOS管打开，SW上的电压就会变成VIN，如果不加这个C，那当Vgs<Vgs(th)时，就会出现高边MOS管无法打开；加上C之后，利用电容电压不能突变的特性，当SW变成VIN，那BOOT上的电压就会变为VIN+5V，此时Vgs会大于Vgs(th)，高边MOS管就打开了。

 

我这样理解是正确的吗 ？ 

maychang

【我这样理解是正确的吗 ？ 】

大体正确。

但是，你未能说清楚 “当低边MOS管打开时，SW为0，BOOT上的电压由BOOT Charge提供”，而高边MOS管打开，SW上的电压变成VIN，为什么BOOT(电容上端)不向 BOOT Charge 放电。

hjl2832

原理就是这么回事，通俗的叫法叫电荷泵电路，这个电容叫泵电容。就是利用PWM的高低电平变化，结合基准电压（即你说的5V），使得电容上的充电电压等于VIN+5V。

小太阳yy

maychang 发表于 2023-3-13 20:13 【我这样理解是正确的吗 ？ 】 大体正确。 但是，你未能说清楚 “当低边MOS管打开时，SW为0，BO ...

不太理解为什么 老师你说说是为啥

小太阳yy

maychang 发表于 2023-3-13 20:13 【我这样理解是正确的吗 ？ 】 大体正确。 但是，你未能说清楚 “当低边MOS管打开时，SW为0，BO ...

而且有人说当低边MOS关闭时，SW点处于浮动状态，如果不加电容，就不会在高边MOS上产生电位差，就不能使得高边MOS打开，这种说法对吗 老师

小太阳yy

maychang 发表于 2023-3-13 20:13 【我这样理解是正确的吗 ？ 】 大体正确。 但是，你未能说清楚 “当低边MOS管打开时，SW为0，BO ...

这里面我还有个疑问，当SW变成VIN时，BOOT上的电压怎么可能是VIN+5V呢，VIN的电压不是通过了BOOT charge吗，如果BOOT charge出来是5V，那么VGS不应该是5V+5V吗

maychang

小太阳yy 发表于 2023-3-13 22:25 而且有人说当低边MOS关闭时，SW点处于浮动状态，如果不加电容，就不会在高边MOS上产生电位差，就不能使得 ...

电路中使用此电容，目的是为了在高边MOS管导通(SW接近电源电压)时为驱动高边MOS管的驱动电路供电。没有此电容，驱动电路没有电源供应，高边MOS根本不可能导通。

说 “如果不加电容，就不会在高边MOS上产生电位差”，不确切。高边MOS漏极与源极之间在未导通时电压相当高。此句未说明是哪两个电极。没有这个电容，高边MOS门极不能高于源极，所以高边MOS不能导通，这是对的。

maychang

小太阳yy 发表于 2023-3-13 22:12 不太理解为什么 老师你说说是为啥

你最好把电原理图完整贴出来，否则说着太费劲。这个 “自举” 电容，不仅在同步Buck电路中使用，在非同步Buck中也有使用，在半桥和全桥中也有使用。你现在讨论的，仅限于某型号芯片。

maychang

小太阳yy 发表于 2023-3-13 22:56 这里面我还有个疑问，当SW变成VIN时，BOOT上的电压怎么可能是VIN+5V呢，VIN的电压不是通过了BOOT charge ...

【当SW变成VIN时，BOOT上的电压怎么可能是VIN+5V呢】

【当低边MOS管打开时，SW为0，BOOT上的电压由BOOT Charge提供，假如是5V，就对电容进行充电】，这是你在首帖中说的。从这句话，显然电容两端电压在充电结束后为5V，亦即BOOT端与SW端电压为5V。那么当SW端对地电压不是为0，而是某个大于0的电压VX时，BOOT端显然是VX加5V。高边MOS导通，SW接近VIN，那么BOOT当然是VIN加5V(假定电容未放电)。

maychang

小太阳yy 发表于 2023-3-13 22:56 这里面我还有个疑问，当SW变成VIN时，BOOT上的电压怎么可能是VIN+5V呢，VIN的电压不是通过了BOOT charge ...

【如果BOOT charge出来是5V，那么VGS不应该是5V+5V吗】

不知道你这个【5V+5V】，前面那个5V是指什么，后面那个5V又是指什么。

小太阳yy

maychang 发表于 2023-3-14 10:35 你最好把电原理图完整贴出来，否则说着太费劲。这个 “自举” 电容，不仅在同步Buck电路中使用 ...

老师等晚上回去贴原理图，

小太阳yy

maychang 发表于 2023-3-14 10:43 【当SW变成VIN时，BOOT上的电压怎么可能是VIN+5V呢】 【当低边MOS管打开时，SW为0，BOOT上的电压由BOO ...

 能看见电路图不 老师 就是个同步的BUCK降压

小太阳yy

maychang 发表于 2023-3-14 10:44 【如果BOOT charge出来是5V，那么VGS不应该是5V+5V吗】 不知道你这个【5V+5V】，前面那个5V是指什么， ...

 我有如上的疑问，老师 能帮忙解答一下吗

小太阳yy

maychang 发表于 2023-3-14 10:43 【当SW变成VIN时，BOOT上的电压怎么可能是VIN+5V呢】 【当低边MOS管打开时，SW为0，BOOT上的电压由BOO ...

还有个问题像您说的一样，这个自举电容不会放电吗？放电的话电压不就降低了吗

maychang

小太阳yy 发表于 2023-3-14 22:05  我有如上的疑问，老师 能帮忙解答一下吗

看来，你对【电压】这个概念的理解还有问题。

我们暂先不说【电压】在物理上的定义(检验电荷在静电场中从一点移动到另一点电场对电荷所做功与电荷量之比)，只说电压在电路中的一些规定。电压必定是说两点之间的电压，例如说MOS管的Vgs，就是该MOS管门极这个点对源极这个点的电压。如果只说了一点，例如SW点的电压，那就是指这个点对电路中【地】的电压。

由此，我们说CBOOT两端电压，就是指BST这一点与SW这一点两点之间的电压，它等于BST对地电压减去SW对地电压，亦即BST这一点电压(对地！)与SW这一点电压(对地！)之差。务必注意！一定要弄清楚！

maychang

小太阳yy 发表于 2023-3-14 22:05  我有如上的疑问，老师 能帮忙解答一下吗

(接15楼) 如果CBOOT两端电压为V(充电已经完成)，注意是BST点与SW点电压之差，那么当SW(对地)电压变化时，因为电容两端电压不能突变，仍为V，那么BST点电压一定变化，变化前是SW加V，变化后仍是SW加V。SW原接近于零，BST原为V(SW加上电容两端电压V)，现在SW变化为接近VIN，BST现在就要变化为VIN加V(电容两端电压仍为V，但SW变成了VIN)。BST点电压(对地)比VIN还要高，高V。

maychang

小太阳yy 发表于 2023-3-14 22:05  我有如上的疑问，老师 能帮忙解答一下吗

这就解决了你用红色字标出的问题 “有点糊涂了，我理解的是CBOOT充完电之后是VCC的电压”。不是！CBOOT充电后【两端】电压是V(多少不知道，据你说是5V)，因为SW升高到VCC，CBOOT上端电压才会超过VCC。

另有一点需要注意：同一电路图同一讨论中不能随意变换标号。你在红色字段落中所说VCC，实际上是指前面说的VIN。这个不能随便改变，否则很容易混淆。

maychang

小太阳yy 发表于 2023-3-14 22:05  我有如上的疑问，老师 能帮忙解答一下吗

现在说红色字第一个问题：“MOS管G点电压是多少呢”。因为只说了一个点，所以是指该点对地电压。该(对地)电压在SW为零时和SW为VIN时显然不一样(多少可不知道，还要考虑HS DRIVER状态)。如果说G点对S点电压或者说G与S之间电压，那么与SW对地电压无关，完全由HS DRIVER决定。

maychang

小太阳yy 发表于 2023-3-14 22:05  我有如上的疑问，老师 能帮忙解答一下吗

现在说说红色字部分第三个问题。

两节干电池，每节两端电压1.5V。当你把第一节的负极与第二节的正极联接时，第一节的正极与第二节的负极之间电压是3V，即两节电池电压之和。当你把第一节的正极与第二节的正极联接，第一节的负极与第二节的负极联接，那么第一节的正极与第二节的负极之间电压是1.5V。相同的电池，串联和并联，这本是初中的内容。显然你并没有理解，否则不会出 “两个VCC电压相加” 的错误。

maychang

小太阳yy 发表于 2023-3-14 22:07 还有个问题像您说的一样，这个自举电容不会放电吗？放电的话电压不就降低了吗

这个自举电容当然会放电。但只要充电快放电慢，电容两端电压(千万别理解为对地电压！)就可以保持在充满附近，两端电压不会降低太多。