Buck电路中的自举电容如何取值？计算依据是什么？

在Buck变换器（降压型DC-DC转换器）中，自举电容（bootstrap capacitor）是用于提供高侧（高电压一侧）N-MOSFET的驱动电压的电容器。这个电容器通过一个二极管和一个降压型电感连接到输出电压，以便在每个开关周期重新充电。在Buck电路中，自举电容的取值很关键，它需要满足一些要求以确保正常的运行。

自举电容的取值计算依据：

1. 电压稳定性要求： 自举电容的电压要足够稳定以保证N-MOSFET的正常驱动。通常，电容充电期间的电压下降不应使得电容的电压低于N-MOSFET的门阈电压。

2. 电容值计算： 自举电容的电容值取决于电流的波形和电压的波形。一般而言，电容的容值可以通过以下公式计算：

   ${�}_{\text{BOOT}}\ge \frac{{�}_{\text{BOOT}}\cdot {�}_{\text{ON}}}{\mathrm{\Delta }{�}_{\text{BOOT}}}$

   其中：

• ${�}_{\text{BOOT}}$ 是N-MOSFET驱动电流。

• ${�}_{\text{ON}}$ 是N-MOSFET的导通时间。

• $\mathrm{\Delta }{�}_{\text{BOOT}}$ 是自举电容电压下降（充电期间的电压降低）。

3. 充电时间要求： 自举电容的充电时间通常需要小于一个开关周期的时间，以确保在每个开关周期开始时，自举电容都能够得到充电。

举例说明：

假设你有一个Buck电路，其中N-MOSFET的驱动电流为 ${�}_{\text{BOOT}}=1\text{mA}$，导通时间 ${�}_{\text{ON}}=100�\text{s}$，且自举电容的电压下降为 $\mathrm{\Delta }{�}_{\text{BOOT}}=2\text{V}$。

${�}_{\text{BOOT}}\ge \frac{(1\text{mA})\cdot (100�\text{s})}{2\text{V}}=50�\text{F}$

在这个例子中，你需要选择一个不小于50μF的自举电容。

请注意，这只是一个简化的例子，实际设计中还需要考虑许多其他因素，例如电容器的ESR（等效串联电阻）、温度变化对电容值的影响等。因此，最好的做法是参考相关的Buck电路设计手册和元件数据手册，以确保你的设计满足稳定性和性能的要求。