Part 01前言
在采用高侧N沟道MOSFET的同步BUCK电路中，自举电容CBOOT在实现高侧MOSFET驱动中是核心器件。自举电容选值过小可能导致驱动不足、MOSFET发热严重，选值过大可能引发其他问题。那这玩意该怎么选一个合适的容值呢？
要理解如何选择自举电容，首先必须明确它的工作原理。在BUCK电路中，高侧MOSFET的源极连接在开关节点SW上，开关节点SW的波形那可谓是剧烈波动，它的电压在0V和输入电压VIN之间快速切换。我们为了让N沟道MOSFET完全导通，就必须让栅极电压比源极电压高出一个驱动电压，一般是10V左右。而自举电容的任务就是在Q1需要导通时，提供一个以SW节点为参考地、电压约为VCC的悬浮电源。
充电过程：当低侧MOSFET导通，SW节点被拉至地时，驱动芯片的供电VCC会通过自举二极管为CBOOT充电，使其两端电压接近VCC。
放电过程：当低侧MOSFET关断，高侧MOSFET准备导通时，SW节点电压上升至VIN。由于电容电压不能突变，自举电容CBOOT的正极电压也被抬升至VIN+VCC，从而为Q1的栅极提供充足的驱动电压。
在Q1的整个导通期间，自举电容CBOOT是唯一的能量来源，它通过放电来提供驱动电流。因此，自举电容选型的核心原则就是确保在最长的高侧导通时间内，CBOOT因放电导致的电压下降，不会低到影响驱动电路正常工作的程度，简单点来说就是咱不能把自举电容的电放的太低了，因为MOSFET的导通电阻和驱动电压有关系，驱动电压过低会导致MOSFET内阻增大，发热严重。
Part 02自举电容选型的计算
步骤一：计算总电荷消耗量Qtotal
在一个高侧导通周期内，自举电容需要提供的总电荷量包括以下几个部分：
1．MOSFET栅极电荷Qg：这是最主要的电荷消耗，用于对高侧MOSFET的栅极电容进行充电，使其开启。这个值可以直接从MOSFET的数据手册中查得。
2．驱动器静态电流消耗Qqbs：驱动芯片的高侧驱动电路在工作时自身会消耗一部分静态电流。这部分消耗的电荷可以通过以下公式计算：
驱动器静态电流消耗 = 高侧驱动器的静态工作电流 x ton(max)高侧驱动器的静态工作电流，可从驱动芯片数据手册中查得。
ton(max)：高侧MOSFET可能出现的最长导通时间，等于最大占空比除以开关频率(Dmax /fsw)。
3．各类漏电流消耗Qleak：这包括自举电容自身的漏电流、MOSFET栅源极的漏电流、自举二极管的反向漏电流等。现在的陶瓷电容和二极管半导体器件，对应的这部分漏电流通常非常小，咱们一般可以忽略。
因此，总的电荷消耗为：
步骤二：确定允许的自举电压降(△VBOOT)
自举电容放电时，其两端的电压会下降。这个电压降必须被限制在一个安全的范围内，以确保驱动电压始终高于驱动芯片的高侧欠压锁定UVLO阈值。允许的最大电压降可以通过以下公式计算：
VCC是驱动芯片的供电电压。
Vf是自举二极管的正向压降，典型值0.7V。
VUVLO(falling)是驱动芯片高侧驱动的欠压锁定阈值，这是保证驱动器能正常工作的最低电压，可从芯片数据手册查得。VGS(min)：为确保MOSFET维持在低导通电阻状态所需的最小栅源电压。一般来说我们考虑了VUVLO就足够了，出于余量考虑，我们可以把此部分考虑进来。
步骤三：计算最小电容值并最终选型
根据电容的基本定义Q = C × V，我们可以计算出所需的最小电容值：
注意，上面的这个计算值是理论上的最小值。在实际电容选型中，必须考虑以下影响电容容值的因素：
1.电容容值容差：电容的实际容值存在偏差，例如±10%。
2.直流偏压特性：MLCC的实际电容量会随着其两端施加的直流电压的升高而显著下降。自举电容上的直流电压约为VCC，所以一定别忘了查阅电容规格书，确保在VCC电压下，其实际容值仍大于计算出的CBOOT(min)。
3.温度特性：电容的容值会随温度变化，应选择温度特性好的材质，如X7R，把温度对容值的降额纳入考虑范围。
来源：硬件那点事
关键词：
BUCK电路
自举电容
