前言
在半橋功率級中，若啟動過程中上下臂驅動切換時間不對稱，可能造成啟動階段的不穩定行為。傳統的自舉驅動方式會在下臂導通期間，透過二極體替自舉電容（Cboot）充電，提供上臂驅動所需電壓。不過，自舉電容（Cboot）需要足夠的充電時間才能達到場效應電晶體（FET）所需的驅動電壓，不同元件類型所需的驅動電壓如下：
Si FET： 約 12 VSiC FET： 約 18 V
GaN FET： 約 5 V
若自舉電容（Cboot）未充飽電前，上下臂會產生不對稱的切換特性，導致下列問題：
- 啟動不穩定：啟動時上臂無法順利導通，造成暫態不穩定。
- 工作週期受限：必須避免自舉電容過度放電。
- 切換頻率受限：自舉電容需要足夠時間充電。
為了避免以上這些限制，改用了「上臂自供電 + UVLO 控制」的方式。整體分成兩個部分：
- 預充電 (Pre-charge) 電路 當下臂開關 Q1 導通時，電容 C1 會從 VDD 充電，當 Q1 關閉、上臂 Q2 要導通時，C1 再把能量轉移到自舉電容 Cboot 上。在預充電階段，上下臂的驅動都保持關閉，直到上臂供電電壓穩定到臨界值，才真正啟動。
2.邏輯控制電路 邏輯控制部分負責管理預充電啟動時機。可以設定一個可調式 UVLO 臨界值，例如對 Si FET 設 10V、GaN 設 4.5V。當上臂浮動電源（V_floating）高於臨界值時，UVLO 解除保護，上臂驅動開始動作，反之，當電壓低於臨界值時，UVLO 會強制把驅動輸入拉低，避免誤觸發。
電路實現方式可以用一組 Zener + 三顆 BJT 組成偵測電路：
當 V_floating 電壓超過預設的 UVLO 閾值（約為 ZD4 的 4.7V 加上 Q4 的 0.7V）時，Q4 會導通。導通的 Q4 會將 Q5 的基極電位往下拉，進而讓 Q5 導通。Q5 的導通接著會使 Q6 導通，最終將 V_floating_Detector 輸出訊號從原本的高電位拉至低電位。這個高變低的訊號就代表 UVLO 保護狀態的解除，通知Driver可以開始正常工作。
關鍵電路對照:
VS→COM 準位移位器（level shifter）：
PWM控制 vs. 預充電控制互為反相：
驅動 VDD:
欠壓鎖定（UVLO）:
實際SIMPLIS模擬觀察
模擬波形顯示 GH / GL 兩個訊號在進入穩定狀態後能保持對稱，且沒有啟動就開的問題。這代表預充電 + UVLO 的組合，確實能在上臂電壓充足前抑制誤開啟，改善切換的對稱性。
結論
整體來說，這個「預充電 + UVLO 控制」的架構，算是一個簡單又直覺的方式，可以在模擬中快速驗證半橋上下臂的對稱性。實際的商業驅動 IC 當然會更複雜，裡面可能還包含多段保護與時序控制，不過這個方法可以當成一個 behavior level 的初階範例，如果你最近也在研究半橋或 GaN 驅動，不妨從這個概念出發，會對整個啟動行為有更多的理解。
