4 更改自举元件

解决自举过充问题的最简单方法是更改自举电路。这个方法包括增大自举电阻、使用一个更高的 Vf 自举二极管，甚至使用一个自举电感器。这种自举方法的工作原理是限制流经自举路径 (Iboot) 的电流，从而减少 Qin。

图 4-1 显示使用具有不同正向电压的二极管时稳态自举电压和 Rboot 间的关系的图

本例中使用的 GaN FET 的栅极最大额定电压为 6V。Rboot 小于 1Ω 时，栅极电压会超过 GaN FET 的额定值。添加 2Ω Rboot 可将过充降低到 5.5V 以下的更合理水平。这种自举方法简单有效，但存在一些缺点。

Rboot 和 Cboot 构成 RC 滤波器。系统的启动时间由 RC 滤波器的时间常数决定。增大 Rboot 会增加系统的启动时间。过充量会随负载和温度而变化，因此，设计 Rboot 以考虑最坏情况下的工作点至关重要。为了考虑到最坏情况，Rboot 必须更大，并且启动时间必须进一步增加。或者，向自举电路添加电感可以限制自举电流。电感和电流之间的关系如方程式 4 所示：

尺寸合适的电感器可限制短死区时间内的电流累积，而不会影响正常充电。添加电感所返回的效率略高于电阻，因为该过程会回收一些能量而不是耗散能量。缺点是当 HS 上升时强制电感器电流关断会产生电感电压尖峰。除了在图 4-2 中的 Iboot 上看到的振荡电流之外，自举二极管上还存在相应的电压尖峰。

图 4-2 比较使用 2Ω 电阻器、4Ω 电阻器和 22.5nH 电感器时 Iboot 电流的波形

由于可能存在电感电压尖峰，需要自举二极管包含较高的阻断电压和较小的电容，以减少反向恢复期间的振铃。由于尺寸过大，再加上电感器相对于电阻器的成本更高，因而产生比其他方法更昂贵的选择。