3 自舉過充建模

對自舉過充進行建模的一種方法是使用電荷 (Q)。自舉電流在充電期間對 Cboot 充電。然后，Cboot 在提供電流以驅動高側 FET 時放電。當充電和放電平衡相等時，Cboot 達到穩態電壓。在圖 3-1 中，頂部的圖顯示了充電和放電期間電壓的上升和下降情況。底部的圖顯示了基于電流的 Qin 和 Qout。

圖 3-1 顯示了半橋仿真，其中 Cboot 過充接近 2V。在死區時間內，由于負 HS 導致的電壓電勢增加，自舉電流 (Iboot) 會流過 Cboot。在 HS 為 0V 的正常充電期間，Cboot 不會充電，因為 Cboot 兩端的電壓已經高于 VDD。Cboot 在下一個死區時間內再次充電，但隨著負載 (IL) 和 HS 的降低，容量會略小。最后，Cboot 會放電至高側 FET 的柵極電荷 (Qg) 自舉二極管的反向恢復 (Qrr)。

Iboot 的積分隨時間推移提供自舉電荷 (Qin)。可以計算或測量自舉放電 (Qout)。當 Qin 和 Qout 相等時，Cboot 達到穩態電壓。如圖 3-1 所示，Qin 1 和 Qin 2 的面積等于 Qrr 和 Qg 的面積。

方程式 2 和方程式 3 描述了此行為：

Qout 主要由用于驅動高側開關的 Qg、驅動器電路的漏電流、GaN FET 的柵極/源極漏電流以及自舉二極管中的反向恢復電流組成。大多數情況下，僅 Qg 就足以估算 Qout，因為 Qg 是最重要的因素。FET 數據表通常包含 Qg 與 Vgs 之間的關系 圖，提供了一種估算穩態電壓的方法。

方程式 2 和方程式 3 可幫助您了解解決自舉過充問題的可用選項。相關信息有時在設計過程的后期才可用，這使得計算 Vf（隨 Iboot 變化）等參數變得困難。此外，結果會隨負載和溫度而變化。仿真提供了一種比計算更直接、更準確的方法來確定自舉過充。