DC-DC自举电容的工作原理

谓自举电容，通俗点说就是自己举起自己的电压，它是利用电容两端电压不能突变的特点实现电压升高。

为了方便理解，我们借用MPS的MP2560芯片为例进行分析说明，如下图电容C4就是的自举电容。

图1 DC-DC典型电路图

为了方便分析自举电容的工作原理，我们从MP2560芯片的内部原理框图入手，去了解自举电容到底是如何实现自举的。

图2 DC-DC电路内部原理框图

其中：

Q1、D1：PMOS开关管和反向保护二极管；

Q2：DC-DC电路的开关管；

HS Driver：DC-DC电路的开关管的驱动电路；

现在我们将从两方面分析电容如何实现自举。

1）自举电容Cboot充电

DC-DC电路的工作原理及电流回路想必大家都比较清楚了，那么自举电容是如何实现充电的呢。

如图2所示，开关管Q2与自举电容Cboot充为并联关系，要给自举电容充电就必须使Q2截止，Q2截止后DC-DC电路就利用功率电感和续流二极管给负载供电，其电流回路为绿色电流回路。Q2截止后VIN开始给Cboot充电，其充电电流回路为

VIN→ Q1→ D1→ Cboot→功率电感L→输出滤波电容C。当功率电感L中的储能放完后，B点电位接近0V，自举电容Cboot电压约等于VCboot=VIN，至此完成自举电容充电。

2）自举电容Cboot升压

自举电容充电完成后，开关管NMOS Q2处于截止状态，其VG=0V、VS=0V、VD=VIN(忽略二极管压降)。

当开关管Q2导通时VG=VIN，此时NMOS管导通瞬间VS=由0V→VIN。如果没有自举电容，导通后VGS电压由VIN→0V，NMOS管又会重新关闭，电路输出的电压就会异常。如有自举电容就不一样了，当VS由0V→VIN时，利用电容电压不能突变的原理，使得VG电压由VIN→2VIN，此时VGS的电压在NMOS管导通前后保持不变等于VIN，这样就达到自举升压作用了。