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ZHCSPU2E December 2022 – January 2024 UCC21551-Q1

PRODUCTION DATA

VDDA 电容器在自举电源配置中也称为自举电容器，用于支持高达 6A 的栅极驱动电流瞬变并需要为功率晶体管维持稳定的栅极驱动电压。

每个开关周期所需的总电荷可以通过以下公式进行估算：

方程式 19.

Q_{T o t a l} = Q_{G} + \frac{I_{V D D}}{f_{s W}} = 60 n C + \frac{2.5 m A}{100 k H z} = 85 n C

其中

因此，所需的 C_Boot 绝对最小值如下：

方程式 20.

C_{B o o t} = \frac{Q_{T o t a l}}{∆ V_{V D D A}} = \frac{85 n C}{0.5 V} = 170 n F

其中

在实践中，C_Boot 的值要大于计算所得的值。这样便允许存在直流偏置电压导致的电容变化，以及支持功率级原本会因负载瞬态而跳过一些脉冲的情况。因此，建议在 C_Boot 值中包含一定的安全相关裕量，并将该电容器尽可能靠近 VDD 和 VSS 引脚放置。本例中选择了一个 50V、1µF 电容器。

方程式 21.

选择自举电容器时，应注意确保 VDD 至 VSS 的电压不会降至“建议运行条件”一节中所建议的最低工作电平以下。应相应地调整自举电容器的值，使其可以提供初始电荷来开关功率器件，然后在高侧导通期间持续提供栅极驱动器静态电流。

如果高侧电源电压降至 UVLO 下降阈值以下，高侧栅极驱动器输出将关断并会关闭功率器件。如果以不受控的方式硬开关功率器件，则会导致驱动器输出端出现高 di/dt 和高 dv/dt 瞬态，并可能对器件造成损坏。

若要进一步降低宽频率范围内的交流阻抗，建议靠近 VDDx - VSSx 引脚放置具有低 ESL/ESR 的旁路电容器。本例中将一个 100nF、X7R 陶瓷电容器与 C_Boot 并联来优化瞬态性能。

注：

过大的 C_BOOT 并不总是可取的。在前几个周期内，C_BOOT 可能并不会充电，而 V_BOOT 会保持在 UVLO 以下。因此，高侧 FET 并不会跟随输入信号命令。另外在初始 C_BOOT 充电周期期间，自举二极管具有最高的反向恢复电流和损耗。