DC-DC|評估篇
開關式穩壓器的基本:自舉式電路
2016.12.01
重點
・Nch MOSFET除了ON電阻低外,亦有助於提升效率,價格也便宜
・上側電晶體若要使用Nch MOSFET的話,必須具備自舉式電路
自舉式電路(bootstrap circuit)是在輸出開關上側電晶體使用Nch MOSFET時所必要之電路。最近許多電源IC都搭載此電路,因此在評估電源電路時最好事先理解其運作。
Nch MOSFET的ON電阻低,做為開關使用的話可提升效率。此外,若ON電阻相同的話,價格應該比PchMOSFET便宜。不過,若要使用Nch MOSFET做為上側開關並使其完全為ON,則必須有充分的VGS,也就是電壓必須高於漏極電壓(drain voltage)。由於漏極電壓通常為VIN(輸入電壓),在電路内會變成最高的電壓,因此在外部只能準備比漏極電壓還高之電壓。而製造該電壓的便是自舉式電路。
構造簡單。以開關、電容、二極體所構成之升壓電荷泵(Charge pump)並利用加入開關電壓(VIN)和内部電壓之電壓做為上側Nch MOSFET之閘極驅動(gate drive)。
無須自舉式電路之Pch+Nch構造
利用自舉式法的Nch+Nch構造
- Nch MOSFET之ON電阻低,有助於提升效率,價錢亦便宜
- 若要使上側電晶體為Nch MOSFET的話,VGS必須比漏極電壓高
- 内部電路用内部電源之電壓並不充分
- 由開關和電容、二極體所構成之升壓電荷泵產生上側Nch MOSFET用驅動高電壓上側閘極驅動(gate driver)電源電壓=VIN+内部電源電壓-二極體的VF
近來中功率以上電路中,輸出之開關式電晶體以Nch MOSFET為主流。儘管零件數稍微增加,然而卻有重視效率之傾向。最近為了減少零件數,亦有將外接式二極體編入IC之類型。
順便一提,自舉式電咯亦以相同理由被利用於非同步整流型,不僅Nch MOSFET,亦被利用來降低使用雙極性NPN電晶體類型之飽和電壓。
【下載資料】 開關調節器的特性及驗證方法
DC-DC
基礎篇
- 升壓型DC-DC轉換器的最大輸出電流 -前言-
- 升壓型DC-DC轉換器關斷時的工作
- 升壓電源負載短路引發的問題及其保護電路 -前言-
- 降低升壓電源輸出中的開關雜訊 -前言-
- 升壓型DC-DC轉換器的輸出漣波電壓 -前言-
- 開關穩壓器的基礎
- 輸入輸出電壓和元件常數對最大輸出電流的影響
- 線性穩壓器的基礎
- 總整理
- 電源電路的七大標配:從低雜訊型到升壓型!
- 何謂DC/DC轉換器?
設計編
評估篇
應用篇
- 使用線性穩壓器的電源設計要點
- 案例1:手工焊接導致IC和週邊元件受損
- 何謂LDO線性穩壓器的並聯
- 線性穩壓器的簡易穩定性優化方法 —前言—
- 使用通用電源IC實現電源時序控制的電路
- 使用浮接型線性穩壓器進行電源設計時的要點 —前言—
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