Buck电路中的自举电容取值计算

很简单的公式，电荷量Q、电压U以及电容C的关系：

驱动消耗的功率在电容上面最终是电荷量的形式，我们驱动的如MOSFET，最终在其门极是结电容造成的，而数据手册往往会给出其在一定驱动电压下需要的电荷量Q，如下图是某MOSFET数据手册中给出的门极总电荷量Qg，其值分别是在10V和4.5V下的电荷量Qg。

门极总电荷量测试曲线，可以看出其是门极电压Vgs的正相关量，中间平坦区是弥勒电容造成的，其电压被保持，但是电荷量在增加。

计算公式为：

• Qg是我们驱动浮动MOSFET或高边MOSFET的门极总电荷量；
• △U是电容两端电压的变化量，我们知道这个电压越稳定，意味着驱动电压越稳定，保持一定的驱动电压意味着如MOSFET在稳定的饱和区，功率损耗越小。常规情况下，在电容已经被充电稳定的情况下，保持电容电压的变化或波动量在100mV到300mV是我们能够接受的，这个值也就就是电容电压的纹波大小。

假如门极电荷量是10nC（驱动电压是10V的情况下），我们要求驱动过程中，自举电容的电压变化量最大是100mV，那么自举电容则为：

实际中，这个电容我们通常要求采用低ESR的陶瓷电容，以便提供高质量的驱动能量，而大小则需要取值为计算值的3至5倍，这是因为电容本身会存在一定的偏差，陶瓷电容在直流偏置下容量衰减的比较厉害，即使你只使用它额定电压的50%或更低，尤其是非C0G材质的陶瓷电容。

而我们常用的小功率DC-DC更是会给出一个典型的自举电容，比如100nF或10nF，这个值往往都是大于计算值的，我们采用推荐值，因为这些DC-DC的MOSFET内置，多数情况下，我们无法得知这个MOSFET的特性，所以采用它们给的推荐值。