前级驱动电路设计中的自举电容

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。

如何提高开关电源效率电阻的大小会有何影响
课程介绍本课程主要讲的是自举电容首次充电电路的分析和搭建。

上节课我们讲到了MOS管前的这个电阻，当一个12V的电压过来充电的话，电阻两端就会有一个18V的压降。

如果这个压降比较大，而电阻阻值比较小的话，那么这个电阻的功率就会特别的大。

电阻功率一大就容易发热，不符合我们低功耗设计的一个规范和需求，同时开关电源整个的效率都被大大降低了。

要使得开关电源效率很高，那么电路中每个点的功耗都不能太大，所以这里消耗了这么大的电流是不行的。

因此我们要把该电阻加的特别大，而加到多少比较合适呢？理论上来说是越大越合适，因为流过电阻的电流变小了，我们的设计方向就是这个电流越小越好。

但是如果电阻上了MΩ级，30V通过这个电阻对电容进行充电，充电的时间就特别长。

我们希望的Buck电路启动时间不会太长。

电容的经验充电电流一般都是1-2mA的电流，这样充到10V的时间比较快，所以这个电阻取20KΩ是比较合适的。

学习获得：
通过这个课程你可以：
掌握开关电源电感计算；
学会前级驱动电路的设计与分析；
了解自举电容自举电容首次充电电路的分析和搭建，分析电路不足并引出电流环和电压环；
电路的调试；
适宜学习人群：
1、如果你还是学生，正厌倦于枯燥的课堂理论课程，想得到电子技术研发的实战经验；
2、如果你即将毕业或已经毕业，想积累一些设计研发经验凭此在激烈竞争的就业大军中脱颖而出，找到一份属于自己理想的高薪工作；
3、如果你已经工作，却苦恼于技能提升缓慢，在公司得不到加薪和快速升迁；
4、如果你厌倦于当前所从事的工作，想快速成为一名电子研发工程师从事令人羡慕的研。

自举电路的工作原理
自举电路是一种重要的电子电路，在电路设计中得到了广泛的应用。

它的主要作用是产生一个特定的直流电压，以供电子电路中使用。

常见的自举电路包括共射自举电路和共集自举电路。

本文将着重介绍共射自举电路的工作原理。

共射自举电路是一种非常常见的放大电路。

它的基本原理是利用电子管的静态负反馈特性，把输出信号部分反馈给输入端，以改善放大器的线性度和稳定性。

在共射自举电路中，输入信号经过电容C1耦合到管子的栅极上。

同时，由于自举电路的作用，管子的阳极电压会高于电源电压，使得放大器具有更高的增益。

具体来说，当电压V1上升时，管子的栅极电流增加，导致管子的阳极电流也增加。

这样一来，阳极电流的增加会导致管子的电阻减小，从而使得阳极电压升高。

这种由放大器本身产生的增益增加作用，被称为自举效应。

另一方面，自举电路中的电容C2起到一个非常重要的作用。

当阳极电压升高时，C2会逐渐充电。

当C2充电至一定程度时，它会开始向栅极回馈一部分电压，从而抑制栅极的输入信号。

因此，在共射自举电路中，随着阳极电压的升高，放大器会越来越倾向于反馈自身的输出信号。

这样一来，放大器输出信号的线性度和稳定性就可以得到显著的改善。

需要注意的是，自举电路需要放大器本身具有足够的增益才能够实现工作。

另外，为了保证自举电路的稳定性和线性度，必须正确设计和选取自举电路中的电容和电阻等元器件。

总之，自举电路是一种非常重要的电子电路，在各种放大器和滤波器等电路中得到了广泛的应用。

深入理解自举电路的工作原理，对于电路设计者来说是至关重要的一步。

otl功率放大器中的自举电路（原创版）目录一、什么是自举电路二、自举电路在 OTL 功率放大器中的作用三、自举电路的优点四、自举电路的局限性五、结论正文一、什么是自举电路自举电路，也叫升压电路，是一种利用自举升压二极管、自举升压电容等电子元件，使电容放电电压和电源电压叠加，从而使电压升高的电路。

在 OTL 功率放大器中，自举电路被广泛应用，以提高驱动电压，使放大器能够驱动更大的负载。

二、自举电路在 OTL 功率放大器中的作用在 OTL 功率放大器中，自举电路的主要作用是提高驱动电压，从而实现更大的输出功率。

当遇到大信号时，输出信号会变大，自举电容接在输出与上管 C 极间会偶合到一个大的输出信号给基极，使基极瞬间得到一个比驱动信号更大的信号以用来驱动功放上管，使基在瞬间中可以产生更大的导通电流。

三、自举电路的优点自举电路在 OTL 功率放大器中的应用，有以下几个优点：1.提高驱动电压：自举电路能够提高驱动电压，使放大器能够驱动更大的负载，提高输出功率。

2.增加大信号时的瞬态电流响应：当遇到大信号时，自举电容可以偶合到一个大的输出信号给基极，使基极瞬间得到一个比驱动信号更大的信号，以用来驱动功放上管，产生更大的导通电流。

3.稳定输出电压：自举电路可以使输出电压更加稳定，降低失真，提高音质。

四、自举电路的局限性虽然自举电路在 OTL 功率放大器中有很多优点，但也存在一些局限性：1.增加电路复杂度：自举电路的引入增加了电路的复杂度，可能会影响电路的可靠性和稳定性。

2.影响放大器的动态范围：自举电路的引入可能会影响放大器的动态范围，使放大器在处理小信号时失真加大。

五、结论总的来说，自举电路在 OTL 功率放大器中的应用，可以提高驱动电压，增加大信号时的瞬态电流响应，使输出电压更加稳定，降低失真，提高音质。

BUCK电源分立元件搭建的设计教程分享
专栏介绍本套教程为BUCK电源的高级设计教程，用分立元件搭建，现场一步步设计，调试。

全面剖析BUCK电源芯片的设计思路，是工程师们想搞透BUCK 电源芯片方案难得的一部教程
一、原理电路设计部分
1. 电子开关设计
a、为什么说MOSFET是比较合适的开关管
b、MOSEFT的驱动电路是如何设计的
2.．PWM波形电路设计
a、频率如何进行调整
b、占空比如何进行调整
c、三角波电路的生成
d、电平电路可调以及如何实现占空比的调整
3.软启动电路设计
a、电路中为什么需要软启动电路
b、软启动电路的功能和作用
c、软启动电路如何实现
4.MOSFET驱动电路设计
a、MOSFET悬浮驱动电路设计
b、悬浮电路在整合电路中是如何工作的
5.自举电路设计及作用
a、为什么说自举电路是整合驱动电路的能量提供者
b、自举电路是如何实现能量补给的
c、自举电容的大小是根据什么确定的
6.上电启动电路作用。

otl功率放大器中的自举电路【原创版】目录一、什么是自举电路二、自举电路在 OTL 功率放大器中的作用三、自举电路的优点四、自举电路的应用实例五、结论正文一、什么是自举电路自举电路，又称升压电路，是一种利用自举升压二极管、自举升压电容等电子元件，使电容放电电压和电源电压叠加，从而使电压升高的电路。

在 OTL 功率放大器中，自举电路被广泛应用，以提高驱动电压和增加大信号时的瞬态电流响应。

二、自举电路在 OTL 功率放大器中的作用在 OTL 功率放大器中，自举电路的作用主要体现在以下几个方面：1.提高驱动电压：自举电路能够使得输出信号的电压升高，从而提高驱动电压，使功放上管能够产生更大的导通电流，以驱动负载。

2.增加大信号时的瞬态电流响应：当遇到大信号时，自举电容接在输出与上管 C 极间会偶合到一个大的输出信号给基极，使基极瞬间得到一个比驱动信号更大的信号，以用来驱动功放上管。

这样，基在瞬间中可以产生更大的导通电流，从而使得放大器能够响应更大的输入信号。

3.稳定性：自举电路能够提高放大器的稳定性，降低失真，从而使得输出信号更加纯净。

三、自举电路的优点自举电路具有以下几个优点：1.结构简单：自举电路的结构相对简单，只需在电路中加入自举升压二极管、自举升压电容等电子元件即可。

2.响应速度快：自举电路能够迅速响应输入信号，使得放大器在大信号时能够产生更大的瞬态电流。

3.可靠性高：自举电路的可靠性较高，因为它利用的是电源电压和电容放电电压的叠加，而非其他复杂的电路结构。

四、自举电路的应用实例除了在 OTL 功率放大器中应用，自举电路还被广泛应用于其他类型的放大器、ADC 采样电路等电子设备中，以提高电路的性能。

五、结论总之，自举电路在 OTL 功率放大器中发挥着重要的作用，它不仅能够提高驱动电压和增加大信号时的瞬态电流响应，还能够提高放大器的稳定性和可靠性。

干货闲话放大电路中的“自举”（bootstrap）EEWorld电子资讯犀利解读技术干货每日更新我零散地玩了十几年电路，又以音频放大为主，看到过也实验过一些有意思的电路结构，很久以来就有想法要和大家分享。

这次要分析的是放大电路中的自举电路。

作为一个没有上过一门电子学课，靠兴趣自学过来的DIYer，我若下面讲的内容有错，请各位老师斧正！“自举”（翻译自bootstrap）这个词汇在多个领域可能见到（字面意思是提着靴子上的带子把自己提起来，这当然不可能），在电路里面，这是一个古老的技术。

而且自举也不仅是在放大电路中，例如在电源里面也用到自举，但本人了解不多就不在此讨论了。

音频功率放大器中的自举电容这个自举电路是我最早见到的自举，在古老的分立半导体收音机功率放大部分经常见到（相比用输入输出变压器的那种，其实也还不那么老了，不过收音机早都用集成电路了），就像下图中红框标出的部分这样。

又如，在经典的 JLH 1969 功放电路里面（下图中 R3, R8, C5 构成自举）：不过上面两个电路都包含了负反馈，倘若再弄得简单一些（不实用）来分析，就成下面我画的这个电路了：这个电路是一级共发射极放大(Q2)，加上一级互补射极输出器(Q1, Q5)。

如果先忽略自举电容C1，那么 R4串联R5 一起构成了 Q2 的集电极负载电阻(3.7k)。

当然计算Q2电压增益的时候还要把 Q1/Q5 的输入阻抗考虑进去。

Q2这一级电压放大的增益和集电极负载阻抗大致是成正比的（这里暂不考虑Miller效应、Early效应），如果后面射极跟随器的输入阻抗足够高的话，也就成了集电极负载电阻越大，增益越大了。

可是把直流工作点考虑进来，要想集电极负载电阻越大而集电极电流不变的话，就要提高电源电压……所以集电极负载电阻选择受限。

好了，现在把集电极负载电阻拆成两段，加进来一个自举电容，形成上面的样子，直流工作点不变。

现在Q2集电极负载电阻是多少？R4么？似乎不对。

MBL6010前级diy 最后的秘密最近做了MBL6010前级，声音的变化可谓天翻地覆，也明白了13万和1300元的差距，从变压器到信号线，从5532到797，还有电容等。

试验了相当多的地方后，我真正明白了，正如大家所说的影响都非常大，已有的秘密已不是秘密，未知的秘密在哪里呢？听我慢慢道来。

大家都知道，即便其他重要器件，如牛、音量电位器等都一模一样，复刻的声音还是不可能与原版相比的，这就是它最后的秘密，也是DIY者必定失败的根本：稳压后退耦电容容量的大小及数量和电容量总和直接决定了所谓的MBL声——它是校声的结果。

电容数量、大小不同会使声音千变万化，所谓的“甜润、开阔、宽松、弹性与灿烂金黄”的贵气的声音与此有巨大的关系。

MBL6010前级电源后2200UF的容量肯定是小了，也不是靠一个大电容就满足要求的，结合你的整个前级用料来调配电容吧，它会给你想要的东西的——简化版就有简化版的最佳电容配置，原版（器件完全一样）就按原版配置。

照搬原版容量而其它东西与原版不一样，必定失败。

所以以前看到过退耦电容由4个3300电容组成，与原版差别很大。

所以，大家根据自己的配置，拿起电烙铁，动手吧。

寻找属于自己的最佳电容配置，它会给你想要的东西。

记住，在试音时拿起笔，记下每次变化情况，直到出现“甜润、开阔、宽松、弹性与灿烂金黄”的贵气声音为止。

为啥它的电源退藕如此反常设计？几颗IC有必要如此吗？器件为啥如此普通？结合自己的体会，发现退藕电容对声音的特质影响太大，是其他器件替代不了的。

其他器件在质感、定位、肥叟、清晰度上影响要大些，但都改变不了电容退藕带来的特点：“甜润、开阔、宽松、弹性与灿烂金黄”。

MBL6010前级背面当然，其他器件也是有巨大影响的，不要指望靠电容就MBL了。

它决定了可不可能出MBL声，但这只是最后的一个秘密而已。

我的MBL6010前级复刻说到这里勾起我一段曾经的记忆。

初烧时，我的3886功放的滤波电容在用到日立的一种工业用的大电容（56000UF的容量）时，声音脱胎换骨，那种宽松、从容、不紧不慢、带点甜味的声音，真是一言难尽，和MBL所谓的：“甜润、开阔、宽松、弹性与灿烂金黄”的贵气的声音相似极了。

摘要：介绍了IR2110的内部结构和特点，高压侧悬浮驱动的原理和自举元件的设计。

针对IR2110的不足提出了几种扩展应用的方案，并给出了应用实例。

关键词：悬浮驱动；栅电荷；自举；绝缘门极1引言在功率变换装置中，根据主电路的结构，其功率开关器件一般采用直接驱动和隔离驱动两种方式。

采用隔离驱动方式时需要将多路驱动电路、控制电路、主电路互相隔离，以免引起灾难性的后果。

隔离驱动可分为电磁隔离和光电隔离两种方式。

光电隔离具有体积小，结构简单等优点，但存在共模抑制能力差，传输速度慢的缺点。

快速光耦的速度也仅几十kHz。

电磁隔离用脉冲变压器作为隔离元件，具有响应速度快（脉冲的前沿和后沿），原副边的绝缘强度高，dv/dt 共模干扰抑制能力强。

但信号的最大传输宽度受磁饱和特性的限制，因而信号的顶部不易传输。

而且最大占空比被限制在50％。

而且信号的最小宽度又受磁化电流所限。

脉冲变压器体积大，笨重，加工复杂。

凡是隔离驱动方式，每路驱动都要一组辅助电源，若是三相桥式变换器，则需要六组，而且还要互相悬浮，增加了电路的复杂性。

随着驱动技术的不断成熟，已有多种集成厚膜驱动器推出。

如EXB840/841、EXB850/851、M57959L/AL、M57962L/AL、HR065等等，它们均采用的是光耦隔离，仍受上述缺点的限制。

美国IR公司生产的IR2110驱动器。

它兼有光耦隔离（体积小）和电磁隔离（速度快）的优点，是中小功率变换装置中驱动器件的首选品种。

2IR2110内部结构和特点IR2110采用HVIC和闩锁抗干扰CMOS制造工艺，DIP14脚封装。

具有独立的低端和高端输入通道；悬浮电源采用自举电路，其高端工作电压可达500V，dv/dt=±50V/ns，15V下静态功耗仅116mW；输出的电源端（脚3,即功率器件的栅极驱动电压）电压范围10～20V；逻辑电源电压范围（脚9）5～15V，可方便地与TTL，CMOS电平相匹配，而且逻辑电源地和功率地之间允许有±5V的偏移量；工作频率高，可达500kHz；开通、关断延迟小，分别为120ns和94ns；图腾柱输出峰值电流为2A。

MOS自举式驱动电路原理展开全文应用于电机控制的MOS电路基本上都是桥式逆变拓扑，而目前有很多专门应用于这种场景的驱动芯片，基本上把最关键的的驱动控制结构集成在了内部，我们只要根据它推荐的外围电路来搭建就可以很完善的应用。

•电路原理：1.如上图Q1，Q2作为上下管工作时只能有一个管子导通，同时导通会造成电源直接到地短路直接炸管。

VS连接负载，电压是浮动的，当下管导通时，VS被拉到GND，也可以为负压Vn；当上管导通时，VS被拉到直流源主电压。

2.驱动MOS管完全导通的电压在15V左右，即MOS管的GS之间要保持15V左右的稳定压差。

既然VS端是浮动的，那么Q1的栅极电压也应该叠加在VS上随着VS的变化而变化，让VGS的压差始终稳定，这样才能正常驱动上MOS管。

如何保持这个压差呢，那就需要靠自举电容Cboot和自举二极管Dboot。

•电路分析：当下管Q2导通，自举电容通过自举二极管，被供电电压VDD瞬间充电。

当驱动上管Q1导通时，驱动芯片内部的结构如下图，是也是一组上下MOS管控制输出驱动，通过导通内部上MOS，自举电容通过其给外部上管驱动GS供电，关断时内部下MOS导通，使得驱动外部的MOS管GS寄生电容有放电的路径，从而达到快速关断的目的。

(电阻Rboot作用是充电周期内限流，二极管Dboot作用是在上管完全导通的时候，防止电容通过供电回路放电)整个电路的基本原理就是这样，但也会有两个问题：1.自举电容进行初始化启动和充电受限的问题启动时，在某些条件下，自举二极管可能处于反偏，上管Q1的导通时间不足，自举电容不能保持所需要的电荷，从而使驱动能力不足。

如图所示，在Vdc到自举电阻之间串联一个启动电阻Rstart，在上电时对自举电阻充电，可以解决这个问题。

2. VS端产生的负压问题上管断开的时候，我们的负载电机线圈会产生感应电动势，线圈中的电流会阻止电流的降低，于是瞬间切换到下管的体二极管上续流。