2 Bootstrap StromversorgungenDesign

Das Bootstrap arbeitet mit einer Eingangsspannung und einem PWM-Signal. Die Eingangsspannung wird von derselben Stromversorgung gespeist, die das zu prüfende Ger?t (DUT) versorgt, und die Eingangsspannung kann mit einem LDO herabgesetzt werden. Da für den Bootstrap ein PWM-Signal erforderlich ist, kann das Signal nur mit DUTs verwendet werden, die ein PWM-Signal erzeugen oder mit einem PWM-Signal arbeiten. Der DUT ist nicht notwendigerweise von der Low-Side des Verst?rkers isoliert, wie in Abbildung 1-1gezeigt. Aus diesem Grund kann kein DC/DC-Spannungswandler allein verwendet werden. Die High-Side des Verst?rkers hat keine Masseverbindung mit dem DUT. Das PWM-Signal ist an die High-Side-Masse des isolierten Verst?rkers gebunden. Das Bootstrap stellt sicher, dass die High-Side-Stromversorgung immer über dem PWM-Signal schwebt, sodass die High-Side-Stromversorgung ein stetiges Signal hat, obwohl es sich bei der High-Side-Masse um ein PWM-Signal handelt.

Die Eingangsspannung zum Bootstrap-Schaltkreis bestimmt den station?ren Ausgangswert, daher muss die Eingangsspannung nahe an der gewünschten High-Side-Versorgungsspannung liegen, um eine Verletzung der High-Side-Versorgungsspezifikationen des Verst?rkers zu vermeiden. Ein LDO ist erforderlich, wenn sich der DUT-VCC-Bus au?erhalb der empfohlenen Betriebsbedingungen des isolierten Verst?rkers befindet. LDOs ben?tigen im Allgemeinen nur wenige zus?tzliche externe Komponenten, und LDOs erzeugen sauberere Signale als Schaltregler, weshalb LDOs für diese Anwendung empfohlen werden. Die Eingangsspannung des Bootstrap-Schaltkreises ist gr??er als die DUT-Masse. Wenn also das PWM-Signal niedrig ist, kommt es zu einem positiven Spannungsabfall an der Diode, die leitet und den Kondensator l?dt, wie in Abbildung 2-1 dargestellt.

Wenn das PWM-Signal hoch ist, liegt kein Spannungsabfall oder negativer Spannungsabfall am Kondensator vor und das Signal h?rt auf zu leiten, sodass der Kondensator in die High-Side-Stromversorgung entl?dt wird, wie in Abbildung 2-2 dargestellt. Die Bootstrap-Schaltung kann einen stabilen Zustand erreichen, wenn die vom Kondensator gespeicherte Spannung bei niedrigem PWM-Signal der vom Kondensator entladenen Spannung bei hohem PWM-Signal entspricht. Das bedeutet, dass die Startzeit und die Welligkeit im station?ren Zustand von der RC-Zeitkonstante abh?ngen und durch die Frequenz und das Tastverh?ltnis des PWM-Signals beeinflusst werden k?nnen.