【導讀】驅qu動dong電dian路lu設she計ji是shi功gong率lv半ban導dao體ti應ying用yong的de難nan點dian，涉she及ji到dao功gong率lv半ban導dao體ti的de動dong態tai過guo程cheng控kong製zhi及ji器qi件jian的de保bao護hu，實shi踐jian性xing很hen強qiang。為wei了le方fang便bian實shi現xian可ke靠kao的de驅qu動dong設she計ji

，英ying飛fei淩ling的de驅qu動dong集ji成cheng電dian路lu自zi帶dai了le一yi些xie重zhong要yao的de功gong能neng
，本ben係xi列lie文wen章zhang講jiang詳xiang細xi講jiang解jie如ru何he正zheng確que理li解jie和he應ying用yong這zhe些xie功gong能neng。

驅qu動dong電dian路lu設she計ji是shi功gong率lv半ban導dao體ti應ying用yong的de難nan點dian，涉she及ji到dao功gong率lv半ban導dao體ti的de動dong態tai過guo程cheng控kong製zhi及ji器qi件jian的de保bao護hu，實shi踐jian性xing很hen強qiang。為wei了le方fang便bian實shi現xian可ke靠kao的de驅qu動dong設she計ji，英ying飛fei淩ling的de驅qu動dong集ji成cheng電dian路lu自zi帶dai了le一yi些xie重zhong要yao的de功gong能neng，本ben係xi列lie文wen章zhang講jiang詳xiang細xi講jiang解jie如ru何he正zheng確que理li解jie和he應ying用yong這zhe些xie功gong能neng。

自(zi)舉(ju)電(dian)路(lu)在(zai)電(dian)平(ping)位(wei)移(yi)驅(qu)動(dong)電(dian)路(lu)應(ying)用(yong)很(hen)廣(guang)泛(fan)，電(dian)路(lu)非(fei)常(chang)簡(jian)單(dan)，成(cheng)本(ben)低(di)，而(er)且(qie)有(you)很(hen)多(duo)實(shi)際(ji)案(an)例(li)可(ke)以(yi)抄(chao)作(zuo)業(ye)，不(bu)過(guo)
，由(you)於(yu)係(xi)統(tong)往(wang)往(wang)存(cun)在(zai)特(te)殊(shu)或(huo)極(ji)端(duan)工(gong)況(kuang)，如(ru)設(she)計(ji)不(bu)當(dang)調(tiao)製(zhi)頻(pin)率(lv)或(huo)占(zhan)空(kong)比(bi)不(bu)足(zu)以(yi)刷(shua)新(xin)自(zi)舉(ju)電(dian)容(rong)器(qi)上(shang)電(dian)荷(he)，電(dian)容(rong)上(shang)的(de)電(dian)壓(ya)不(bu)夠(gou)，低(di)於(yu)欠(qian)壓(ya)保(bao)護(hu)值(zhi)UVLO，這(zhe)時(shi)候(hou)就(jiu)出(chu)現(xian)了(le)係(xi)統(tong)故(gu)障(zhang)
，嚴(yan)重(zhong)時(shi)會(hui)損(sun)壞(huai)係(xi)統(tong)。所(suo)以(yi)英(ying)飛(fei)淩(ling)在(zai)相(xiang)關(guan)的(de)數(shu)據(ju)手(shou)冊(ce)和(he)應(ying)用(yong)指(zhi)南(nan)中(zhong)有(you)詳(xiang)細(xi)設(she)計(ji)指(zhi)導(dao)和(he)工(gong)況(kuang)分(fen)析(xi)，分(fen)析(xi)了(le)電(dian)壓(ya)紋(wen)波(bo)
，啟(qi)動(dong)過(guo)程(cheng)的(de)階(jie)躍(yue)響(xiang)應(ying)和(he)三(san)相(xiang)空(kong)間(jian)矢(shi)量(liang)（或三相正弦波+3次諧波）調製的情況。

自舉電路原理

在(zai)研(yan)究(jiu)半(ban)橋(qiao)拓(tuo)撲(pu)中(zhong)使(shi)用(yong)的(de)自(zi)舉(ju)電(dian)路(lu)元(yuan)器(qi)件(jian)取(qu)值(zhi)大(da)小(xiao)細(xi)節(jie)之(zhi)前(qian)，需(xu)要(yao)複(fu)習(xi)前(qian)兩(liang)篇(pian)提(ti)到(dao)的(de)一(yi)些(xie)基(ji)礎(chu)知(zhi)識(shi)
，為(wei)此(ci)我(wo)們(men)再(zai)放(fang)一(yi)張(zhang)簡(jian)化(hua)等(deng)效(xiao)電(dian)路(lu)有(you)助(zhu)於(yu)分(fen)析(xi)加(jia)深(shen)理(li)解(jie)（見圖1）。

自舉電壓紋波和平均值

研究自舉電路動態過程的最好方法是仿真，下麵舉一個數值的案例做些分析：

設計條件

QG=40nC, f=1/TS=20kHz，

Ileak=200μA, Rboot=220Ώ

圖2顯示了不同自舉電容在10%的占空比時的效果
，不難發現電容值的大小隻影響VBS紋波（平均值保持不變）。而圖3所示為Cboot等於47nF和1µF（預充電到VBSMAX=15V），占空比等於DMIN=10%或30%時的仿真結果。

綠色和黃色曲線表示47nF自舉電容器的VBS。紫色和紅色曲線表示使用1µF自舉電容器的VBS。

圖2. 紋波與自舉電容

自舉電路的時間常數

自舉建立過程是建立在下管導通期間，這時候半橋電路已經開始工作了，但上管平均自舉電壓的建立是需要一個過程，圖3顯示了係統在自舉電容器完全充電至15V（D=100%）時的階躍響應。從圖中可以看出，平均自舉電壓VBS的行為類似於單階係統
，其時間常數由下列公式計算得出。

通過占空比與係統階躍響應之間的關係
，我們可以了解到，占空比越小
，時間常數(τ)越大，因此響應越慢，建立平均電壓時間長，如紅色曲線
，而占空比越高，響應越快，達到平均電壓時間短，如粉紅曲線。

從上麵公式還可以看出，達到平均電壓的時間與電容大小也有關
，電容小則時間短，可以比較粉紅色和綠色的平均電壓建立過程曲線。

2. Rboot=220Ω、Cboot=1µF、D=30%，粉紅色曲線
；

自舉電壓與基波的關係

由於有自舉電阻和電容存在，可以認為其是占空比變化的自適應濾波器。以正弦調製加3次諧波注入的為例，在仿真中，一個基於正弦波基波加上3次諧波調製的PWM信號被送到電路中（TS=50µs，頻率=fe）。

圖4顯示了不同輸出頻率下的預期（計算值）VBS。占空比用角度表示（等於2πfe，其中fe為輸出頻率）的函數（正弦+3次諧波），該角度從0°到360°。

結論：

（作者：陳子穎
，鄭姿清；來源：英飛淩工業半導體）

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