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01
/ 简介 /
图 1 非同步BUCK转换器拓扑
图1所示，是（TPS54561DPRT）非同步BUCK转换器拓扑，已经内置了高边开关管，关键的外围元件包括功率电感、续流二极管、输出电容和输入电容。
[ 从0到1设计BUCK(5) | 电流纹波系数选择，功率电感计算优化指南 ]完成了功率电感选型。
[ 从0到1设计BUCK(6) | 非同步BUCK降压电路续流二极管选型准则 ]完成了续流二极管选型。
[ 从0到1设计BUCK(7)：BUCK降压电路输出电容选型方法1 ] [ 从0到1设计BUCK(7) | BUCK降压电路输出电容选型方法2 ]完成了输出电容选型。
[ 从0到1设计BUCK(8) | BUCK降压电路输入电容选型方法 ]完成了输入电容选型。
接下来几篇文章将进行辅助功能电路配置，如自举电容、软启动电容、使能/欠压闭锁等。此文，分析BUCK电路中高边开关管自举电容的配置方法。
02
/ 自举电容选型的基本原则 /
BUCK降压电路对自举电容的基本要求有两点：
- 耐压值：推荐选择芯片BOOT-SW耐压值的1.5~2倍。
- 电容量：使用电荷量公式Cboot,min≥Qtotal/ΔV计算。
03
/ 如何确定自举电容的耐压值 /
由于自举电容是并联在 BST(BOOST) / BS(Bootstrap) / BOOT 引脚与SW引脚之间，所以其耐压值至少需要大于BST - SW之间压差的最大值即可。
图2所示， TPS54561DPRT芯片BOOT-SW耐压范围是 -0.3V 至 8V ，所以该电源芯片自举电容的耐压值要大于等于8V，可以选择16V、25V或50V耐压值的陶瓷电容器。
图 2 TPS54561DPRT芯片引脚耐压值
图3所示，支持高压输入范围的BUCK芯片LM5145RGYT，其BST-SW 耐压最大值支持到14V，这是因为其芯片VCC输出电压最大值为14V。所以，该电源芯片的自举电容推荐选择25V或50V耐压值的陶瓷电容器。
图 3 LM5145RGYT芯片引脚耐压值
综上所述，通常情况下自举电容的耐压值选择16V、25V或50V即可，具体可参考不同开关转换器的数据手册。
04
/ 如何确定自举电容的电容量 /
图4所示，根据TPS54561DPRT器件规格书公式(58)，该器件内部高边开关的总栅极电荷量为 Q_G(TOTAL) =3nC ；根据该器件EVM实测，自举电容上的电压为5.8V，也就是 V_(CBOOT,INIT)=5.8V ；所以，根据《开关电源宝典·降压电路(BUCK)的原理与应用》公式(5.90)，计算所需自举电容的容值大小如下所示：
图 4 TPS54561DPRT器件功率损耗估算（总栅极电荷量3nC）
在此应用实例中，基于上述理论计算，使用22nF电容就已经能够保证自举电容上的电压跌落不会超过5% 这个水平。但是，根据e2e.ti.com社区工程师对“TPS54561: Bootstrap Capacitor Selection”主题的回复：0.1uF是常用容值，而且并没有导致该电路有问题，所以推荐0.1uF 10V自举电容。
05
/ 小结 /
（1）粗糙的选型原则：在BUCK电路中，自举电容的典型电容量范围通常为 10nF至0.47μF，其中 0.1μF（100nF） 是最常见的推荐值。
（2）精确的选型原则：使用前文公式(5.115)计算。如[ 任何不给公式的元器件选型都是耍流氓 ]文章所述：“电源先生”的观点是，一切皆可计算。如果不能精确计算，然后精确控制，那火箭就无法上天。