驱动电路设计（五）——驱动器的自举电源稳态设计

自举电容器(V_BS)的最大电压取决于图1所示的自举电路的几个元器件：

在研究半桥拓扑中使用的自举电路元器件取值大小细节之前，需要了解一些基础知识，为此我们引入简化等效电路有助于分析加深理解（见图2）。电容C_boot左边是补充电荷的电路，而右边部分是会消耗掉电荷的电路。

自举等效电路（如图2所示）简化了V_BS特性作为调制开关S1开关状态函数的计算，也简化其与占空比D、栅极电荷Q_G、漏电流I_leak以及自举电阻R_boot和自举电容C_boot的计算。

V_BS: 自举电容器C_boot上的电压

V_BSMAX: 代表电源电压（图1中的V_CC）加上或减去自举电路的静态电压降

D=占空比=T_(ON)/T

在本文讨论中，开关S1的占空比假定为已达到稳定状态，并将保持恒定。后续的文章章节再进一步讨论空间矢量调制下，占空比随时间变化时要考虑的一些因素。

自举电容器C_boot上产生的电压VBS一般由两个部分组成（如图2所示）。第一个是理想开关（也是半桥电路中的下桥臂）(S1)接通(T_ON)期间自举电阻上产生的压降。第二个是叠加纹波，是系统开关特性的特征。

交流纹波的大小主要由自举电容器的容量决定，可以在S1关断（T_OFF）时计算。

在下面讨论的其余部分，V_BSMAX被定义为V_BS的可能的最大值，图2中的电压源就取最大值V_BSMAX。

驱动电源是否足够大用电荷来描述比功率更直接，因为负载是MOS型器件的栅极电荷，在开关期间 (T_S)电源(V_BSMAX)向电路提供的总电荷量Q_TOT如下公式所示。

这里变量Q_G*被定义为功率器件栅极Q_G和栅极驱动器电平位移Q_LS所需的总电荷量，而I_leak是指向栅极驱动器高压侧电路提供的直流电流High-side floating well offset supply leakage。

比如2ED2198S06F的Q_LS=1nC，而一个10A 600V的IGBT3 IKA10N60T大约为62nC，实际计算中可以忽略。