簡述升壓電路原理

自舉電路也叫升壓電路，利用自舉升壓二極管,自舉升壓電容等電子元件，自舉電路包括：輸出晶體管、設置在輸出晶體管的柵極和源極之間的自舉電容器、電源以及執行從電源到晶體管的柵極的供電接通/ 斷開控制的電路。獨立于晶體管的閾值電壓，將自舉效應之前的初始電壓設為電源的電勢。因此，取決于晶體管的閾值電壓的變化不會影響由于自舉效應引起的晶體管的源極輸出的上升或下降。

　　升壓電路原理

　　舉個簡單的例子：有一個12V的電路，電路中有一個場效應管需要15V的驅動電壓，這個電壓怎么弄出來?就是用自舉。通常用一個電容和一個二極管，電容存儲電壓，二極管防止電流倒灌，頻率較高的時候，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。

　　升壓電路只是在實踐中定的名稱，在理論上沒有這個概念。升壓電路主要是在甲乙類單電源互補對稱電路中使用較為普遍。甲乙類單電源互補對稱電路在理論上可以使輸出電壓Vo達到Vcc的一半，但在實際的測試中，輸出電壓遠達不到Vcc的一半。其中重要的原因就需要一個高于Vcc的電壓。所以采用升壓電路來升壓。

　　開關直流升壓電路(即所謂的boost或者step-up電路)原理

　　the boost converter,或者叫step-up converter，是一種開關直流升壓電路，它可以是輸出電壓比輸入電壓高。基本電路圖見圖1.

　　假定那個開關(三極管或者mos管)已經斷開了很長時間，所有的元件都處于理想狀態，電容電壓等于輸入電壓。下面要分充電和放電兩個部分來說明這個電路。

　　充電過程

　　在充電過程中，開關閉合(三極管導通)，等效電路如圖二，開關(三極管)處用導線代替。這時，輸入電壓流過電感。二極管防止電容對地放電。由于輸入是直流電，所以電感上的電流以一定的比率線性增加，這個比率跟電感大小有關。隨著電感電流增加，電感里儲存了一些能量。

　　放電過程

　如圖，這是當開關斷開(三極管截止)時的等效電路。當開關斷開(三極管截止)時，由于電感的電流 保持特性，流經電感的電流不會馬上變為0，而是緩慢的由充電完畢時的值變為0。而原來的電路已斷開，于是電感只能通過新電路放電，即電感開始給電容充電， 電容兩端電壓升高，此時電壓已經高于輸入電壓了。升壓完畢。

　　說起來升壓過程就是一個電感的能量傳遞過程。充電時，電感吸收能量，放電時電感放出能量。如果電容量足夠大，那么在輸出端就可以在放電過程中保持一個持續的電流。如果這個通斷的過程不斷重復，就可以在電容兩端得到高于輸入電壓的電壓。

　　常用升壓電路

　　P 溝道高端柵極驅動器

　　直接式驅動器：適用于最大輸入電壓小于器件的柵- 源極擊穿電壓。

　　開放式收集器：方法簡單，但是不適用于直接驅動高速電路中的MOSFET。

　　電平轉換驅動器：適用于高速應用，能夠與常見PWM 控制器無縫式工作。

　　N 溝道高端柵極驅動器

　　直接式驅動器：MOSFET最簡單的高端應用，由PWM 控制器或以地為基準的驅動器直接驅動，但它必須滿足下面兩個條件：

　　1、VCC

　　2、Vdc

　　浮動電源柵極驅動器:獨立電源的成本影響是很顯著的。光耦合器相對昂貴，而且帶寬有限，對噪聲敏感。

　　變壓器耦合式驅動器:在不確定的周期內充分控制柵極，但在某種程度上，限制了開關性能。但是，這是可以改善的，只是電路更復雜了。

　　電荷泵驅動器:對于開關應用，導通時間往往很長。由于電壓倍增電路的效率低，可能需要更多低電壓級泵。

　　自舉式驅動器:簡單，廉價，也有局限;例如，占空比和導通時間都受到刷新自舉電容的限制。需要電平轉換，以及帶來的相關問題。