1、dcdc芯片自举电容
我们经常见到部分型号dcdc芯片电路有这种自举电容,而有些dcdc芯片却没有这个电容,如下面两款dcdc。很多人不知道这个自举电容有什么作用,虽然按照厂商的推荐电路设计也没有什么问题,但是不懂电路细节确实不妥。
型号:tps563203,有自举电容。
型号:tps62a01,没有自举电容。
2、两款芯片的结构框图:
tps563203结构框图如下,此款芯片上管为nmos。
tps62a01结构框图如下,此款芯片上管为pmos。
3、驱动方式
1)tps62a01驱动方式:
这种类型的芯片驱动方式好理解,驱动电路输出高电平,下管的vgs大于开启电压,开始导通。同样道理驱动电路输出低电平,上管导通,下管截止。pmos和nmos交互导通。
2)tps563203驱动方式:
以上芯片框图中可以看出,此芯片上管使用nmos,因为上管的源极不是接地设计,所以上管导通后,源极电压比较高,几乎就是vin,所以要想上管持续导通,至少使栅极电压比源极电压高一个mos管开启电压,也就是至少比vin高一个开启电压,这就用到了电容自举。当上管截止,下管导通,此时sw管脚被下管强行拉到gnd,自举电容通过二极管充电,电压充至vc,如上图绿色箭头所示。当上管导通,下管截止时,sw管脚不为0,假设为vsw,此时电容的上端电压为vsw+vc,下端是vsw。但是电容两端电压差仍然是vc,理由是电容两端电压不能突变。这个自举电容跨在上管的源极和栅极之间,也就是说栅极和源极之间的电压差为vc,这个电压差就是为了保证上管的vgs大于开启电压,使上管能正常开启。自举电容的作用就是抬高上管的栅极电压。
4、题外话
上管使用nmos增加了一些芯片设计复杂度。为什么有的dcdc中的上管仍然使用nmos?上篇文章介绍了pmos的导通电阻比较大,流过相同电流压降较大,发热量大,效率低,因此在大功率dcdc中上管一般使用nmos,小功率dcdc使用pmos设计简单,成本低。
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