自舉電路(Bootstrap Circuit)是一種廣泛應(yīng)用于電子和電力系統(tǒng)中的重要電路，尤其在需要提高輸入信號(hào)電平以控制高側(cè)開關(guān)時(shí)扮演關(guān)鍵角色?！耘e’這一術(shù)語源于“引導(dǎo)自己上升”的意思，在電路中，它通過儲(chǔ)能元件將電壓升高至高于輸入電壓的值。這種電路常見于功率MOSFET或IGBT的驅(qū)動(dòng)電路中。

在所示的自舉電路中，只需一個(gè)15至18伏的電源便可為逆變器的驅(qū)動(dòng)級(jí)提供所需能量。在此配置中，所有的半橋低端IGBT都直接與該電源連接。而半橋高端IGBT的驅(qū)動(dòng)器則通過自舉電阻Rboot和自舉二極管VF與電源Vb相連。每個(gè)驅(qū)動(dòng)器配備一個(gè)自舉電容Cboot，用于電壓緩沖。

當(dāng)?shù)投碎_關(guān)S2激活，源電壓Vs降至電源電壓Vcc以下時(shí)，電流通過自舉二極管和自舉電阻Rboot向自舉電容Cboot充電，從而在其兩端形成懸浮電壓Vbs。這個(gè)懸浮電壓支持高端輸出HO相對(duì)于Vs的切換。在高端開關(guān)S1操作期間，如果Vs達(dá)到高電平，自舉二極管會(huì)反向偏置，使懸浮電壓Vbs與電源Vcc隔離。

自舉電路的一個(gè)典型應(yīng)用是在電源轉(zhuǎn)換器中，用于提供比輸入電壓更高的驅(qū)動(dòng)電壓，以確保MOSFET等開關(guān)器件能夠充分導(dǎo)通。這在高效能電源設(shè)計(jì)中尤為重要，因?yàn)榧词故俏⑿〉膫鲗?dǎo)損失也可能大幅影響整個(gè)系統(tǒng)的效率。

在設(shè)計(jì)自舉電路時(shí)，對(duì)電容和二極管的選型非常重要。自舉電容需要具有足夠的容量來儲(chǔ)存所需的能量，并且其耐壓要高于工作電壓。自舉二極管則需要有足夠快的恢復(fù)速度，以應(yīng)對(duì)高速開關(guān)操作，同時(shí)還應(yīng)具備足夠的電流承受能力。

此外，自舉電路在某些情況下可能受到電荷泄漏或電容放電的影響，因此在要求持續(xù)穩(wěn)定輸出的應(yīng)用中，可能需要采用額外的電路措施來維持電容的充電狀態(tài)，如使用低壓差穩(wěn)壓器(LDO)來保持電容充電電壓的穩(wěn)定。

自舉電路也叫升壓電路，是利用自舉升壓二極管，自舉升壓電容等電子元件，使電容放電電壓和電源電壓疊加，從而使電壓升高，有的電路升高的電壓能達(dá)到數(shù)倍電源電壓。

1、mos管自舉電路原理

在EDA365電子論壇上看過這個(gè)簡(jiǎn)單的例子：有一個(gè)12V的電路，電路中有一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管需要15V的驅(qū)動(dòng)電壓，這個(gè)電壓怎么弄出來?就是用自舉。通常用一個(gè)電容和一個(gè)二極管，電容存儲(chǔ)電荷，二極管防止電流倒灌，頻率較高的時(shí)候，自舉電路的電壓就是電路輸入的電壓加上電容上的電壓，起到升壓的作用。

自舉電路只是在實(shí)踐中定的名稱，在理論上沒有這個(gè)概念。自舉電路主要是在甲乙類單電源互補(bǔ)對(duì)稱電路中使用較為普遍。甲乙類單電源互補(bǔ)對(duì)稱電路在理論上可以使輸出電壓Vo達(dá)到Vcc的一半，但在實(shí)際的測(cè)試中，輸出電壓遠(yuǎn)達(dá)不到Vcc的一半。

其中重要的原因就需要一個(gè)高于Vcc的電壓。所以采用自舉電路來升壓。常用自舉電路(摘自fairchild，使用說明書AN-6076《供高電壓柵極驅(qū)動(dòng)器IC 使用的自舉電路的設(shè)計(jì)和使用準(zhǔn)則》)the boost converter,或者叫step-up converter，是一種開關(guān)直流升壓電路，它可以是輸出電壓比輸入電壓高。

假定那個(gè)開關(guān)(三極管或者mos管)已經(jīng)斷開了很長(zhǎng)時(shí)間，所有的元件都處于理想狀態(tài)，電容電壓等于輸入電壓。

下面要分充電和放電兩個(gè)部分來說明這個(gè)電路。

2、MOS管自舉電容工作原理

自舉電容，內(nèi)部高端MOS需要得到高出IC的VCC的電壓，通過自舉電路升壓得到，比VCC高的電壓，否則，高端MOS無法驅(qū)動(dòng)。

自舉是指通過開關(guān)電源MOS管和電容組成的升壓電路，通過電源對(duì)電容充電致其電壓高于VCC。最簡(jiǎn)單的自舉電路由一個(gè)電容構(gòu)成，為了防止升高后的電壓回灌到原始的輸入電壓，會(huì)加一個(gè)Diode。

自舉的好處在于利用電容兩端電壓不能突變的特性來升高電壓。

舉個(gè)例子來說，如果MOS的Drink極電壓為12V，Source極電壓原為0V，Gate極驅(qū)動(dòng)電壓也為12V，那么當(dāng)MOS在導(dǎo)通瞬間，Soure極電壓會(huì)升高為Drink減壓減去一個(gè)很小的導(dǎo)通壓降，那么Vgs電壓會(huì)接近于0V，MOS在導(dǎo)通瞬間后又會(huì)關(guān)斷，再導(dǎo)通，再關(guān)斷。

如此下去，長(zhǎng)時(shí)間在MOS的Drink極與Source間通過的是一個(gè)N倍于工作頻率的高頻脈沖，這樣的脈沖尖峰在MOS上會(huì)產(chǎn)生過大的電壓應(yīng)力，很快MOS管會(huì)被損壞。

如果在MOS的Gate與Source間接入一個(gè)小電容，在MOS未導(dǎo)通時(shí)給電容充電，在MOS導(dǎo)通，Source電壓升高后，自動(dòng)將Gate極電壓升高，便可使MOS保持繼續(xù)導(dǎo)通。