驱动电路设计（五）——驱动器的自举电源稳态设计

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。

而其I_leak=12.5uA,如果T_s=0.1ms的话，I_leak*T_S=1.25nC，也是一个非常小的量。（文末的案例I_leak高达200uA，可能就不应该忽略）

S1由PWM波形驱动，且仅在T_ON时间内通过自举电阻提供电荷，则流经自举电阻的平均电流按如下公式计算。

其中：

所以R_BOOT两端的平均压降由下列公式确定：

如果电平位移的驱动器的Q_LS和I_leak相对于驱动对象足够小，那公式可以简化为：

在设计中，是否可以忽略内部电平位移电路所需的电荷和栅极驱动器高压侧电路提供的直流电流，建议查一下英飞凌的数据手册，或向厂商咨询。