如何理解自舉電容工作原理

如何理解自舉電容工作原理

自舉電容是利用電容兩端電壓不能突變的特性，達到把電容電壓抬高的目的。

如圖24V電壓通過二極管D3單向給自舉電容充電，當Q2關斷的時候，M2就會通道。此時M2的S極電壓就會為電源電壓24V。由于電容兩端的電壓不能突變，所以自舉電容C3上端的電壓就會為48V。下面是仿真結(jié)果進一步驗證了該結(jié)論

自舉電容仿真波形

自舉電容如何選擇

首先旋轉(zhuǎn)自舉電容就是在選擇電容，電容的選型主要要考慮兩點，一個是耐壓值，另一個是大小。

（1）自居電容耐壓值如何選擇

如下圖，電容被舉之前的兩端電壓為5V，對地電壓也是5V。當自居電容被抬高48V后，由于電容兩端的電壓不能突變，所以電容兩端的電壓還是5V，但是電容對地的電壓有53V。無論是自居電容被自舉前還是自舉后，自舉電容兩端的電壓都是為5V，只需關注電容兩端的電壓即可，因此理論上自舉電容的耐壓選擇大于5V就行了，但是實際電路設計中，電容耐壓選擇要留有一定的余量。這里選擇6.3V耐壓或者16V耐壓都可以（建議選擇16V耐壓）。

（2）自舉電容的大小如何選取

自舉電容的大小選擇在不同的應用場合中有各自的選法。由于篇幅的限制，在這里我僅討論自舉電容在開關電源中的大小選擇方法。

首先自舉電容取值無非兩種情況。

1.自舉電容取值過小

下圖是buck電路的簡化圖。

自舉電容取值為10nF

圖中自舉電容取值為10nF，仿真測試自舉電容C3上端的電壓波形

自居電容C3上端電壓波形

如上圖有很多尖峰，而且比較陡。這說明電容兩端的電量放得比較快，電容取值太小了。

自居電容取值100nF，再次仿真。自舉電容電量下降比較緩了

自舉電容取值為100nF仿真結(jié)果

自舉電容取值為200nF，再次仿真。很明顯自舉電容兩端電壓下降更加平緩了。

自舉電容取值為200nF仿真結(jié)果

自舉電容取值為10uF，再次仿真。如圖自舉電容取值為10uF，需要經(jīng)過N個開關周期后，自舉電容的電才能充滿。

自舉電容取值為10uF

通過以上的分析，該電路中自舉電容可以選取200nF