DC-DC BUCK自舉電路詳解

2020-12-14 電子工程專輯

DC-DC BUCK晶片的外圍電路設計中，我們一般會在BOOT和SW管腳之間加電容或者電容+電阻組合，這一塊的電路叫自舉電路，自舉電路中的電容、電阻就被稱為自舉電容、自舉電阻。

什麼是自舉電容？

DCDC BUCK晶片有一個管腳叫BOOT，有的叫BST，如下是一個DCDC晶片對BOOT管腳的解釋，在外部電路設計時，BOOT和SW管腳之間，需要加一個電容，一般是0.1uF，連接到DCDC高端MOS管的驅動端，這個電容就叫作自舉電容。

自舉電容的作用原理？

如下是DCDC BUCK晶片的框圖，上面的NMOS稱為high-side MOSFET，下面的NMOS稱為low-side MOSFET。

當高邊MOS管打開時，SW為VIN，SW對電感進行充電儲能，電感電流呈上升趨勢；當低邊MOS管打開時，SW為GND，此時電感通過續流二極體對負載進行供電，理論上高低MOS管不能同時打開，所以上下管打開的周期就形成了佔空比，根據負載的輕重，來調節佔空比，來滿足不同負載需求。

以上就是DC-DC BUCK的大致原理。

圖中的C就是自舉電容，當低邊MOS管打開時，SW接地為0，BOOT上的電壓由BOOT Charge提供，假如是5V，就對電容進行充電；當關閉低邊MOS管，選擇打開高邊MOS管，因為高邊Vgs>Vgs(th)，所以高邊MOS管能打開，隨著高邊MOS管打開，SW上的電壓就會變成VIN。

如果不加這個C，那當Vgs

自舉電容的額定電壓如何選？

一般SPEC上會給出BOOT to SW的最大值，如下圖是6.5V，所以一般選10V/16V耐壓值的電容即可。

自舉電阻選取

其實在自舉電路中，也可以加入電阻，一般叫BOOT電阻。BOOT電容的作用是SW在高電平時，利用電容兩端電壓不能突變特性，會將BOOT腳電壓泵至比SW高的電壓，維持高邊MOSFET的導通狀態。

加入了BOOT電阻，和BOOT電容就構成了RC充電電路。

BOOT電阻的大小決定了高邊MOSFET的開關速度。一般BOOT電阻越大，高邊MOSFET開的就越慢，這個時候SW上的尖峰就越小，EMI特性就好。BOOT電阻越小，MOSFET開的快，SW上的尖峰就越大，所以有的時候會在SW上預留RC對地吸收。

今天的文章到這裡就結束了。。。

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