高压侧悬浮驱动的自举原理
自举电容的工作原理
自举电容的工作原理
自举电容（bootstrap capacitor）是一种常用于电子电路中的元件，它的工作原理基于电荷的积累和释放。
在许多电路中，特别是在驱动高功率负载或高频率开关的电路中，自举电容扮演着至关重要的角色。
自举电容的工作原理可以用以下方式来解释，当一个电路中需要驱动一个高功率负载或者需要提供高电流的瞬态响应时，通常需要一个能够提供更高电压的电源。
然而，在实际电路中，提供这种高电压的电源并不总是可行的。
这时，自举电容就可以派上用场。
自举电容通常被用来提供一个相对较高的电压给电路中的驱动器或开关，以便更好地驱动负载。
它的工作原理是利用一个辅助开关或驱动器来周期性地充电自举电容。
当自举电容充电时，它会积累电荷并储存电能。
一旦充电完成，这个储存的电能可以被释放，从而提供一个比原始电源电压更高的电压给负载或者驱动器。
这种工作原理使得自举电容成为了一种非常有效的电路设计元件。
它能够在不需要额外高压电源的情况下，为电路提供所需的高电压。
通过适当地选择自举电容的容量和充电周期，可以实现对电
路的精确控制和优化。
总的来说，自举电容的工作原理基于电荷的积累和释放，通过周期性地充电和释放来提供高电压给电路中的驱动器或负载。
它在许多电子电路中发挥着重要作用，是一种非常有用的电路元件。
自举电路详解
自举电路是一种常用于驱动高侧开关的电路，它通过利用辅助元件和电容来提供高侧开关驱动所需的电压。
下面是对自举电路的详细解释：
自举电路主要由以下几个元件组成：
高侧开关：通常是功率MOSFET或IGBT，用于控制电路的负载。
低侧开关：通常是功率MOSFET或IGBT，用于接地电路的负载。
驱动电路：用于控制高侧和低侧开关的开关信号。
自举电容：连接在高侧开关的驱动信号上，通过充放电来提供所需的驱动电压。
自举电路的工作原理如下：
初始状态：当高侧开关断开时，自举电容开始充电。
同时，低侧开关通断控制电路的负载。
开始导通：当低侧开关导通时，电路的负载开始流过电流。
此时，自举电容继续充电，并积累电压。
自举效应：由于自举电容已经充电，其正极的电压逐渐升高。
当达到足够高的电压时，驱动电路将高侧开关导通，实现电路的闭合。
高侧开关导通：一旦高侧开关导通，自举电容开始放电，将电荷提供给驱动电路，维持高侧开关的导通状态。
循环工作：高侧开关持续导通，低侧开关周期性地切换，从而实现电路的周期性工作。
自举电路的优点：
提供高侧开关所需的驱动电压，避免了外部电源的需求。
可以有效地驱动高侧开关，减小开关驱动信号的电阻负载。
适用于高压和高功率应用，能够提供可靠的驱动电压。
总结起来，自举电路是一种用于驱动高侧开关的电路，通过自举电容的充放电来提供所需的驱动电压。
它可以在没有外部电源的情况下有效地驱动高压和高功率应用，提供稳定可靠的驱动电压。
高压栅极驱动 ic 自举电路的设计与应用指南(
一、概述高压栅极驱动IC自举电路是一种常用于驱动MOSFET等功率器件的电路，其设计与应用对于提高系统的性能和稳定性具有重要意义。
本文将从基本原理、设计要点和实际应用等方面，对高压栅极驱动IC自举电路进行全面系统的介绍和分析，旨在为工程师和研究人员提供一份全面且实用的指南。
二、基本原理1. 高压栅极驱动IC自举电路的概念高压栅极驱动IC（Integrated Circuit）自举电路是一种能够产生驱动信号所需的高压电源的电路，通常用于驱动功率开关器件（如MOSFET、IGBT等）。
2. 自举电路的工作原理自举电路通过外部电容器储存电荷，在需要驱动时将这部分电荷释放，从而形成高压供电。
该电路能够有效地提供驱动信号所需的高电压，同时具有简单、高效等特点。
三、设计要点1. 电容器的选择在设计高压栅极驱动IC自举电路时，电容器的特性对电路的性能具有重要影响。
电容器的选择应考虑其容量、工作电压和频率特性等。
2. 电源管理电路自举电路需要有稳定可靠的电源管理电路，来保证其供电过程的稳定性和可靠性。
在设计时应选用合适的稳压器、电源管理IC等器件。
3. 驱动信号的匹配高压栅极驱动IC自举电路应能够有效地匹配待驱动器件的输入电压和电流要求，以确保系统的性能和稳定性。
四、实际应用1. 在功率电子系统中的应用高压栅极驱动IC自举电路广泛应用于各种功率电子系统中，如电源逆变器、电机驱动器、变流器等。
2. 在新能源领域的应用随着新能源技术的快速发展，高压栅极驱动IC自举电路在太阳能、风能等领域得到了广泛的应用，为新能源系统的高效工作提供了重要支持。
五、总结高压栅极驱动IC自举电路作为一种常见的功率器件驱动方案，在现代电子系统中具有重要的应用价值。
本文通过对其基本原理、设计要点和实际应用进行了全面介绍，旨在帮助读者更好地了解和应用这一技术，并在实际工程中取得更好的效果。
文章的篇幅可能不足3000字，需要根据实际情况继续扩展内容。
自举驱动电路原理
自举驱动电路原理自举驱动电路（bootstrap circuit）是一种常用于电源管理和驱动高侧MOSFET的电路。
它通过利用电容的充放电过程，将低电平信号转换为高电平信号，实现对高侧MOSFET的驱动。
本文将详细解释自举驱动电路的基本原理，包括电路结构、工作原理和应用。
1. 自举驱动电路结构自举驱动电路主要由以下几个组成部分构成：•高侧MOSFET：用于控制电源的开关，通常用于驱动电机、LED灯等。
•低侧MOSFET：用于控制电源的接地开关，与高侧MOSFET配合使用。
•驱动信号：用于控制高侧MOSFET的信号，通常由微控制器或其他驱动器提供。
•自举电容：用于存储能量，通过充放电过程提供高电平驱动信号。
下图展示了一个典型的自举驱动电路结构：2. 自举驱动电路工作原理自举驱动电路的工作原理可以分为两个阶段：充电阶段和放电阶段。
2.1 充电阶段在充电阶段，当低侧MOSFET导通时，电源通过低侧MOSFET和自举电容充电。
此时，自举电容的负极连接到地，正极连接到高侧MOSFET的驱动信号输入端。
•步骤1：低侧MOSFET导通，将电源的正极连接到自举电容。
•步骤2：自举电容开始充电，电压逐渐升高。
2.2 放电阶段在放电阶段，当低侧MOSFET截止时，自举电容通过高侧MOSFET的驱动信号输出高电平。
此时，自举电容的正极电压高于电源电压，实现了对高侧MOSFET的驱动。
•步骤1：低侧MOSFET截止，断开电源与自举电容的连接。
•步骤2：自举电容通过高侧MOSFET的驱动信号输出高电平。
3. 自举驱动电路应用自举驱动电路主要应用于需要驱动高侧MOSFET的场合，如电机驱动、LED灯控制等。
它具有以下几个优点：•高电平驱动能力：自举驱动电路可以提供高于电源电压的驱动信号，有效地驱动高侧MOSFET，避免了电平不匹配的问题。
•简单且经济：自举驱动电路的结构简单，成本低廉，易于实现。
•高效率：通过自举电容的充放电过程，自举驱动电路可以实现高效率的能量转换。
IR2110功能资料
IR2110功能资料驱动芯片IR2110功能简介在功率变换装置中，根据主电路的结构，起功率开关器件一般采用直接驱动和隔离驱动两种方式•美国IR 公司生产的IR2110驱动器，兼有光耦隔离和 磁隔离的优点，是中小功率变换装置中驱动器件的首选。
1. IR2110引脚功能L0 （引脚1）:低端输出COM （引脚2）:公共端Vcc （引脚3）:低端固定电源电压Nc （引脚4）:空端Vs （引脚5）:高端浮置电源偏移电压VB （引脚6）：高端浮置电源电压H0（引脚7）：高端输出Nc （引脚8）:空端VDD （引脚9）:逻辑电源电压HIN （引脚10）:逻辑高端输入SD （引脚11）:关断LIN （引脚12）:逻辑低端输入 —i..1 ■ ■ r ■ • V■魏•・ T•ht ・« 1 ■11(l)IR2110引脚管及特点简介Ivolcal ConnectionVss (引脚13):逻辑电路地电位端，其值可以为0V Nc (引脚14):空端(2)IR2110 的特点:(1) 具有独立的低端和高端输入通道。
(2)悬浮电源采用自举电路，其高端工作电压可达500Vo(3)输出的电源端(脚 3)的电压范围为10-20Vo ⑷逻辑电源的输入范W (脚9)5-15V,可方便的与TTL, CMOS 电平相匹配，而且逻辑电源地和功率电源地之间允许有V 的便移量。
(5)工作频率髙，可达SOOKHzo(6)开通、关断延迟小，分别为120ns 和94ns 。
(7)图腾柱输出峰值电流2A 。
2. IR2110内部结构IR2110的内部结构和工作原理框图如图4所示。
图中HIN 和LIN 为逆变桥中同一桥臂上下两个功率MOS 的驱动脉冲信号输入端。
SD 为保护信号输入端，当 该脚接高电平时，IR2110的输出信号全被封锁，其对应的输出端恒为低电平;而当 该脚接低电平时，IR2110的输出信号跟随HIN 和LIN 而变化，在实际电路里，该 端接用户的保护电路的输出。
IR相关知识笔记完整版
I R相关知识笔记HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】驱动芯片IR2110功能简介在功率变换装置中，根据主电路的结构，起功率开关器件一般采用直接驱动和隔离驱动两种方式.美国IR公司生产的IR2110驱动器，兼有光耦隔离和电磁隔离的优点，是中小功率变换装置中驱动器件的首选。
1.IR2110引脚功能及特点简介（1）IR2110引脚管LO（引脚1）:低端输出COM（引脚2）:公共端Vcc（引脚3）:低端固定电源电压Nc（引脚4）: 空端Vs（引脚5）:高端浮置电源偏移电压VB (引脚6):高端浮置电源电压HO（引脚7）:高端输出Nc（引脚8）: 空端VDD（引脚9）:逻辑电源电压HIN（引脚10）: 逻辑高端输入SD（引脚11）:关断LIN（引脚12）:逻辑低端输入Vss（引脚13）:逻辑电路地电位端，其值可以为0VNc（引脚14）:空端（2）IR2110的特点：（1）具有独立的低端和高端输入通道。
（2）悬浮电源采用自举电路，其高端工作电压可达500V。
（3）输出的电源端（脚3）的电压范围为10—20V。
（4）逻辑电源的输入范围（脚9）5—15V，可方便的与TTL，CMOS电平相匹配，而且逻辑电源地和功率电源地之间允许有 V的便移量。
（5）工作频率高，可达500KHz。
（6）开通、关断延迟小，分别为120ns和94ns。
（7）图腾柱输出峰值电流2A。
2.IR2110内部结构IR2110的内部结构和工作原理框图如图4所示。
图中HIN和LIN为逆变桥中同一桥臂上下两个功率MOS的驱动脉冲信号输入端。
SD为保护信号输入端，当该脚接高电平时，IR2110的输出信号全被封锁，其对应的输出端恒为低电平；而当该脚接低电平时，IR2110的输出信号跟随HIN和LIN而变化，在实际电路里，该端接用户的保护电路的输出。
HO和LO是两路驱动信号输出端，驱动同一桥臂的MOSFET。
自举驱动电路的原理
自举驱动电路的基本原理什么是自举驱动电路自举驱动电路（Bootstrap Circuit）是一种用于驱动高侧开关的电路，它通过一种巧妙的方式，将低电平信号转换为高电平信号，以控制高侧开关的开关行为。
自举驱动电路常用于直流-直流（DC-DC）转换器、电机驱动等应用中。
自举驱动电路的原理自举驱动电路的基本原理是利用电容器的充放电过程，将低电平信号转换为高电平信号。
下面将详细解释自举驱动电路的原理。
1. 基本电路首先，让我们来看一个基本的自举驱动电路示意图：Vcc|R1|Vin -----|----|----- Vout| |C Q1| |GND GND其中，Vin是输入信号，Vout是输出信号，Vcc是供电电压，R1是限流电阻，C是电容器，Q1是开关管。
2. 充电过程在初始状态下，假设电容器C上没有电荷，Q1处于关断状态。
当输入信号Vin为高电平时，Q1导通，C开始充电。
此时，电容器C的上端连接到输入信号Vin，下端连接到开关管Q1的漏极。
因此，电容器C开始充电，电荷积累在C上。
3. 放电过程当输入信号Vin变为低电平时，Q1关断，电容器C开始放电。
此时，电容器C的上端连接到Vcc，下端连接到开关管Q1的漏极。
由于电容器C上积累的电荷无法通过Q1流入地，只能通过Q1的漏极流向Vcc。
因此，电容器C开始放电，电荷从C流向Vcc。
4. 放电过程中的电压提升在放电过程中，电容器C的下端电压逐渐上升。
当电容器C的下端电压上升到开关管Q1的阈值电压以上时，Q1开始导通。
此时，电容器C的下端电压继续上升，直到与Vcc相等。
因此，通过放电过程，我们可以将低电平信号Vin转换为与Vcc相等的高电平信号Vout。
5. 周期性工作自举驱动电路具有周期性工作的特点。
在每个周期中，电容器C先充电，然后放电并提升电压，最后再次充电。
通过不断重复这个过程，我们可以稳定地获得高电平信号Vout。
自举驱动电路的应用自举驱动电路广泛应用于直流-直流（DC-DC）转换器和电机驱动等领域。
驱动芯片IR2110功能简介
驱动芯片IR2110功能简介您现在的位置是：主页>>>电子元器件资料>>>正文在功率变换装置中，根据主电路的结构，起功率开关器件一般采用直接驱动和隔离驱动两种方式.美国IR公司生产的IR2110驱动器，兼有光耦隔离和电磁隔离的优点，是中小功率变换装置中驱动器件的首选。
IR2110引脚功能及特点简介内部功能如图4.18所示:LO（引脚1）:低端输出COM（引脚2）:公共端Vcc（引脚3）:低端固定电源电压Nc（引脚4）: 空端Vs（引脚5）:高端浮置电源偏移电压VB (引脚6):高端浮置电源电压HO（引脚7）:高端输出Nc（引脚8）: 空端VDD（引脚9）:逻辑电源电压HIN（引脚10）: 逻辑高端输入SD（引脚11）:关断LIN（引脚12）:逻辑低端输入Vss（引脚13）:逻辑电路地电位端，其值可以为0VNc（引脚14）:空端IR2110的特点：（1）具有独立的低端和高端输入通道。
（2）悬浮电源采用自举电路，其高端工作电压可达500V。
（3）输出的电源端（脚3）的电压范围为10—20V。
（4）逻辑电源的输入范围（脚9）5—15V，可方便的与TTL，CMOS电平相匹配，而且逻辑电源地和功率电源地之间允许有V的便移量。
（5）工作频率高，可达500KHz。
（6）开通、关断延迟小，分别为120ns和94ns。
（7）图腾柱输出峰值电流2A。
IR2110的工作原理IR2110内部功能由三部分组成：逻辑输入；电平平移及输出保护。
如上所述IR2110的特点，可以为装置的设计带来许多方便。
尤其是高端悬浮自举电源的设计，可以大大减少驱动电源的数目，即一组电源即可实现对上下端的控制。
高端侧悬浮驱动的自举原理：IR2110驱动半桥的电路如图所示，其中C1，VD1分别为自举电容和自举二极管，C2为VCC的滤波电容。
假定在S1关断期间C1已经充到足够的电压（VC1 VCC）。
当HIN为高电平时如图4.19 ：VM1开通，VM2关断，VC1加到S1的栅极和源极之间，C1通过VM1，Rg1和栅极和源极形成回路放电，这时C1就相当于一个电压源，从而使S1导通。
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---------高压悬浮驱动器IR2110的原理和扩展应用 ---------吴胜华，张成胜，钟炎平，吴保芳
---------3高压侧悬浮驱动的自举原理
IR2110用于驱动半桥的电路如图2所示。
图中C1、VD1分别为自举电容和二极管，C2为VCC的滤波电容。
假定在S1关断期间C1已充到足够的电压（VC1≈VCC）。
当HIN为高电平时VM1开通，VM2关断，VC1加到S1的门极和发射极之间，C1通过VM1，Rg1和S1门极栅极电容Cgc1放电，Cgc1被充电。
此时VC1可等效为一个电压源。
当HIN为低电平时，VM2开通，VM1断开，S1栅电荷经Rg1、VM2迅速释放，S1关断。
经短暂的死区时间（td）之后，LIN为高电平，S2开通，VCC经VD1，S2给C1充电，迅速为C1补充能量。
如此循环反复。
---------4自举元器件的分析与设计
如图2所示自举二极管（VD1）和电容（C1）是IR2110在PWM应用时需要严格挑选和设计的元器件，应根据一定的规则进行计算分析。
在电路实验时进行一些调整，使电路工作在最佳状态。
---------4.1自举电容的设计
IGBT和PM（POWERMOSFET）具有相似的门极特性。
开通时，需要在极短的时间内向门极提供足够的栅电荷。
假定在器件开通后，自举电容两端电压比器件充分导通所需要的电压（10V，高压侧锁定电压为8.7/8.3V）要高；再假定在自举电容充电路径上有1.5V的压降（包括VD1的正向压降）；最后假定有1/2的栅电压（栅极门槛电压VTH通常3～5V）因泄漏电流引起电压降。
综合上述条件，此时对应的自举电容可用下式表示：C1=（1）工程应用则取C1>2Qg/(VCC－10－1.5)。
例如FUJI50A/600VIGBT充分导通时所需要的栅电荷Qg=250nC（可由特性曲线查得），VCC=15V，那么
C1=2×250×10－9/(15－10－1.5)=1.4×10－7F
可取C1=0.22μF或更大一点的，且耐压大于35V的钽电容。
---------4.2悬浮驱动的最宽导通时间ton(max)当最长的导通时间结束时，功率器件的门极电压Vge仍必须足够高，即必须满足式（1）的约束关系。
不论PM还是IGBT，因为绝缘门极输入阻抗比较高，假设栅电容（Cge）充电后，在VCC=15V时有15μA的漏电流（IgQs）从C1中抽取。
仍以4.1中设计的参数为例，Qg=250nC，ΔU=VCC－10－
1.5=3.5V，Qavail=ΔU×C=3.5×0.22=0.77μC。
则过剩电荷ΔQ=0.77－0.25=0.52μC，
ΔUc=ΔQ/C=0.52/0.22=2.36V，可得Uc=10＋2.36=12.36V。
由U=Uc及栅极输入阻抗
R===1MΩ可求出t（即ton(max)），由===1.236可求出
ton(max)=106×0.22×10－6ln1.236=46.6ms
---------4.3悬浮驱动的最窄导通时间ton(min)
在自举电容的充电路径上，分布电感影响了充电的速率。
下管的最窄导通时间应保证自举电容能够充足够的电荷，以满足Cge所需要的电荷量再加上功率器件稳态导通时漏电流所失去的电荷量。
因此从最窄导通时间ton(min)考虑，自举电容应足够小。
综上所述，在选择自举电容大小时应综合考虑，既不能太大影响窄脉冲的驱动性能，也不
能太小而影响宽脉冲的驱动要求。
从功率器件的工作频率、开关速度、门极特性进行选择，估算后经调试而定。
---------4.4自举二极管的选择
自举二极管是一个重要的自举器件，它应能阻断直流干线上的高压，二极管承受的电流是栅极电荷与开关频率之积。
为了减少电荷损失，应选择反向漏电流小的快恢复二极管。