每日更新教程，評論區答疑解惑，小白也能變大神！"

目錄

一.自舉電容

1.自舉電容的作用

2.自舉電路原理

3.工作過程分析

4.實際應用中的問題

5.關鍵要點

二.自舉電容實現MOSFET高端驅動

2.1MOSFET半橋高端驅動的基本原理

2.2自舉電路實現方法

2.3柵極驅動IC的選擇

2.4替代方案比較

三 .案例分析

3.1自舉電路工作流程

3.2常見應用場景

一.自舉電容

1.1自舉電容的作用

• 自舉電容主要用于解決高端MOS管的驅動問題。當MOS管的源極（Source）電壓升高時，柵極（Source）電壓需要比源極更高才能保持導通。自舉電路通過電容的充放電特性，自動提升柵極電壓，確保MOS管穩定工作。

1.2.自舉電路原理

• 自舉電路通常由一個電容和一個二極管組成。電容在MOS管關閉時通過電源充電，儲存能量。當MOS管導通時，源極電壓升高，電容兩端的電壓無法突變，從而將柵極電壓“抬升”到高于電源電壓的水平。二極管用于防止升壓后的電壓回灌到電源。

1.3.工作過程分析

• 假設MOS管的漏極（Drain）電壓為12V，初始狀態下源極電壓為0V，柵極驅動電壓也為12V。當MOS管導通時，源極電壓會迅速上升到接近12V（減去一個很小的導通壓降）。此時柵極和源極之間的電壓差（Vgs）接近0V，導致MOS管無法維持導通狀態。
• 加入自舉電容后，電容在MOS管關閉時充電至12V。當MOS管導通、源極電壓升高時，電容的電壓疊加在源極電壓上，使得柵極電壓被“抬升”到24V左右（12V + 電容電壓）。這樣Vgs始終保持足夠的電壓差，確保MOS管持續導通。

1.4.實際應用中的問題

• 如果沒有自舉電容，MOS管會在導通和關斷之間快速切換，產生高頻脈沖。這些脈沖會導致MOS管承受過大的電壓應力，最終損壞器件。自舉電容通過穩定柵極電壓，避免了這種振蕩現象。

1.5.關鍵要點

• 自舉電容通過充放電提升柵極電壓，確保高端MOS管穩定導通。
• 二極管的作用是防止升壓后的電壓反灌到電源。
• 電容的電壓疊加特性是自舉電路的核心。

二.自舉電容實現MOSFET高端驅動

2.1MOSFET半橋高端驅動的基本原理

• 高端MOSFET（Q1）的驅動難點在于其源極電壓隨開關狀態浮動。當Q1導通時，源極電壓接近母線電壓（Vbus），柵極電壓需高于源極電壓一個閾值（Vth）才能維持導通。這種“自舉”效應需要特殊電路設計。

2.2自舉電路實現方法

采用自舉電容和二極管構成升壓電路。當低端MOSFET（Q2）導通時，自舉電容通過二極管充電至驅動電源電壓（Vcc）。當Q2關斷、Q1需要導通時，電容電壓疊加在浮動的源極上，為柵極提供足夠高的驅動電壓。

電路關鍵元件包括：

• 自舉二極管：防止電容放電回流
• 自舉電容：儲能元件，容量需滿足開關頻率需求
• 柵極電阻：控制開關速度

2.3柵極驅動IC的選擇

專用高壓柵極驅動IC（如IR2110）集成以下功能：

• 電平移位電路：將控制信號從低壓域轉換到高壓域
• 死區時間控制：防止上下管直通
• 欠壓鎖定保護：確保驅動電壓足夠

典型接線方式：

• 低邊驅動直接連接控制器
• 高邊驅動通過自舉電路供電
• 邏輯地與功率地單點連接

二極管選型要求：

• 反向耐壓高于母線電壓
• 快恢復特性（如肖特基二極管）
• 低正向壓降

布局要點：

• 減小自舉回路寄生電感
• 高邊驅動返回路徑直接接MOSFET源極
• 避免功率環路與信號環路交叉

2.4替代方案比較

電荷泵驅動：

• 適用100%占空比場合
• 電路復雜度較高

集成驅動模塊：

• 簡化設計流程
• 提供完善保護功能
• 適合大功率應用

三 .案例分析

3.1自舉電路工作流程

充電階段（低端MOSFET導通） 當低端MOSFET導通時，電流路徑為：+15V電源 → 自舉二極管D1 → 自舉電容C1 → 低端MOSFET → 地。此時電容C1被充電至約15V（Uc≈15V），高端MOSFET的柵極電壓Ug與源極Us相同（Ug=Us），高端管保持關閉。

放電階段（低端MOSFET關斷，高端MOSFET導通） 低端MOSFET關斷后，充電回路斷開，自舉二極管D1因反向截止。此時高端MOSFET的源極Us電壓升至母線電壓（如高壓側供電），而電容C1的電壓Uc（15V）疊加在Us上，使得柵極電壓Ug=Us+Uc。因此，柵源電壓Ugs=Ug-Us=Uc≈15V，足以驅動高端MOSFET導通。

關鍵點

• 自舉電容C1在低端管導通時充電，高端管導通時放電。
• 電容電壓Uc為高端管提供額外的柵極驅動電壓，確保Ugs滿足開啟需求。
• 自舉二極管D1防止電容放電時電流倒灌。

3.2常見應用場景

此電路廣泛用于半橋或全橋拓撲中，解決高端MOSFET驅動電壓不足的問題，尤其適用于母線電壓遠高于邏輯電平的場合（如電機驅動、電源轉換器）。