栅极驱动电路自举为何掉压？占空比怎么限？

半桥高边偶发欠压，常不是驱动芯片太小，而是自举供电没有被占空比约束。栅极驱动电路采用 Bootstrap 时，必须先问高边能悬浮多久。

自举电容负责在高边开通期间给驱动器和门极提供电荷。它消耗的不只是一次门极电荷，还包括驱动芯片静态电流、栅源泄漏、电容漏电、自举二极管反向漏电以及高温下更明显的寄生通道。若只按门极电荷粗算容量，长导通脉冲后高边电源会下跌，门极电压跟着降低，功率器件导通损耗上升，甚至触发高边欠压锁定。波形上看像随机丢脉冲，本质上是电容电荷账不够。

容量也不是越大越好。电容过大，启动和刷新时需要更长充电时间，自举二极管和低边器件承受的充电尖峰更大；电容 ESR、ESL 和布局还会影响瞬态供电。栅极驱动电路里自举电容应贴近驱动器高边供电脚和开关节点参考脚放置，并用低阻抗回路闭合。若电容回路绕过功率开关节点的大电流区域，高边供电会把开关噪声直接带进驱动芯片。

占空比上限决定自举能否刷新。传统自举结构要求低边周期性导通，让开关节点回到低位，自举二极管才能给电容补电；若系统需要 100% 高边导通，或低边导通窗口太短，自举电容迟早掉压。电机驱动、同步降压和半桥逆变在低速大扭矩或高占空比工况下尤其容易遇到这个边界。单看稳态 PWM 频率并不够，还要看最长连续高边导通时间和最短低边刷新时间。

处理方式取决于工况。若只是在极端占空比附近短时运行，可以限制最大占空比并保留最小低边刷新脉冲；若必须长时间高边常开，就应改用隔离电源或电荷泵，而不是继续加大自举电容。最小刷新脉冲还要考虑二极管压降、驱动欠压恢复时间和电容实际充电曲线，不能假设开关节点一落地电容就瞬间充满。高频系统还要检查自举二极管反恢复是否向高边电源注入尖峰。

启动阶段也容易被忽略。若系统一上电就要求高边先动作，自举电容可能尚未预充，高边输出会在第一次脉冲就欠压；若低边刷新脉冲太窄，电容只充到一个看似能启动、却无法支撑连续驱动的电压。对电机驱动，刹车、再生和低速保持会让开关节点长时间不回到底部，自举电压衰减速度必须按这些非典型工况核算。漏电流在高温下增加，最坏保持时间往往比室温估算短得多。

验证时应在最高温度、最大占空比、最小母线电压和最大门极电荷器件上观察自举电压。只看驱动输出不够，因为欠压前门极幅度已经可能下降。把自举电压、门极电压和高边导通时间一起记录，才能判断是容量不足、刷新窗口不足，还是漏电流超出预期。还应故意拉长高边保持时间，确认电压衰减曲线与计算一致，而不是只看短时 PWM。只有高边供电在最坏占空比下仍有余量，自举方案才适合量产。

因此自举方案的边界是时间，不只是容量。把最长高边导通和最短刷新窗口写进控制限制，栅极驱动电路才不会在高占空比下悄悄掉压。