2 부트스트랩 전원 공급 장치 설계

부트스트랩은 입력 전압과 PWM 신호로 작동합니다. 입력 전압은 DUT(테스트 중인 장치)에 전원을 공급하는 동일한 공급 장치로부터 공급되며 입력 전압은 LDO를 사용하여 감압할 수 있습니다. 부트스트랩은 PWM 신호가 작동해야 하므로, PWM 신호를 생성하거나 함께 작동하는 DUT에 사용할 경우에만 신호를 사용할 수 있습니다. 그림 1-1에서 볼 수 있듯이 DUT는 증폭기의 저압측에서 반드시 절연할 필요는 없습니다. 따라서 DC-DC 전원 컨버터만 단독으로 사용할 수는 없습니다. 증폭기의 고압측은 DUT와 접지 연결을 공유하지 않습니다. PWM 신호는 절연 증폭기의 고압측 접지에 연결됩니다. 부트스트랩은 고압측 전원 공급 장치가 항상 PWM 신호 위에 배치되도록 하여 고압측 접지가 PWM 신호인데도 고압측 전원 공급 장치가 일정한 신호를 가지고 있도록 해야 합니다.

부트스트랩 회로에 대한 입력 전압이 출력 정상 상태 값을 결정하므로, 증폭기의 고압측 공급 사양을 위반하지 않도록 입력 전압이 원하는 고압측 공급 전압에 가까워야 합니다. DUT VCC 버스가 절연 증폭기의 권장 작동 조건을 벗어나는 경우 LDO가 필요합니다. LDO는 일반적으로 추가 외부 부품이 적게 필요하며, LDO는 스위칭 레귤레이터보다 더 깨끗한 신호를 생성하므로 이 애플리케이션에 LDO를 권장합니다. 부트스트랩 회로에 대한 입력 전압이 DUT 접지보다 크므로 PWM 신호가 낮을 때 다이오드 전체에 양의 전압 강하가 존재하며 그림 2-1에 나와 있는 것처럼 전도하여 커패시터를 충전합니다.

그림 2-1 부트스트랩 커패시터 충전

PWM 신호가 높으면 커패시터 전체에 전압 강하 또는 음의 전압 강하가 없고 신호가 전도를 멈추므로 그림 2-2에서 볼 수 있는 것처럼 커패시터가 고압측 공급으로 방전됩니다. 부트스트랩 회로는 PWM 신호가 낮을 때 커패시터에 저장된 전압의 양이 PWM 신호가 높을 때 커패시터에 의해 방전된 전압의 양과 같을 때 정상 상태를 달성할 수 있습니다. 즉, 시작 시간 및 정상 상태 리플은 RC 시간 상수에 따라 달라지며 PWM 신호의 주파수 및 듀티 사이클에 영향을 받을 수 있습니다.

그림 2-2 부트스트랩 커패시터 방전