在Buck開關(guān)中,常使用N-MOS管作為功率開關(guān)管。相比于P-MOS,N-MOS具有導(dǎo)通電阻低價(jià)格便宜且流過電流較大等優(yōu)勢(shì)。在同步結(jié)構(gòu)中對(duì)于開關(guān)管的使用一般有兩種方式：
上管為P-MOS,下管為N-MOS；無(wú)需外部自舉電路
上下管均為N-MOS；需要外部自舉電路
從上圖可知，由于N-MOS導(dǎo)通條件是柵極電壓比源極電壓高。對(duì)于上管而言必須增加自舉電路才能保證上管完全導(dǎo)通。下面就介紹下自舉電路原理：
①當(dāng)上管關(guān)斷下管打開時(shí)，開關(guān)節(jié)點(diǎn)處的電壓拉低到GND。這時(shí)內(nèi)部電源通過二極管給電容進(jìn)行充電。
②當(dāng)上管打開下管關(guān)斷時(shí)，開關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓變高。二極管處于截至狀態(tài)，此時(shí)充滿電的自舉電容開始工作，由于電容兩端電壓不能突變，導(dǎo)致上管柵極的電壓提升到Vin+內(nèi)部電源-二極管正向?qū)妷海笥谠礃O電壓Vin，保證上管順利導(dǎo)通。
自舉電路使用于占空比比較?。―<65%）的場(chǎng)合,如果占空比過大會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定情況。
當(dāng)占空比很大時(shí)，即下管導(dǎo)通時(shí)間很短，因?yàn)樵谙鹿軐?dǎo)通時(shí)自舉電容才會(huì)充電。這樣會(huì)造成關(guān)斷時(shí)間給電容充電的能力不足夠驅(qū)動(dòng)消耗會(huì)導(dǎo)致Boot引腳電壓持續(xù)下降。當(dāng)該電壓掉到無(wú)法完全驅(qū)動(dòng)上管時(shí)，上管驅(qū)動(dòng)電路關(guān)閉出現(xiàn)不穩(wěn)定情況。
為了解決高占空比下自舉電容的問題，下面介紹幾種方法：
使用PMOS作為上管
繼續(xù)使用N-MOS，內(nèi)部需要使用電荷泵電路來替代自舉電容，目的一樣。這個(gè)需要持續(xù)提供高于VIN的電壓，實(shí)現(xiàn)起來較復(fù)雜且成本增加。
外部自舉電路
最常用的方法是外部添加自舉電路，外部電源V_ext一般可以在Vout端直接取電，但一般在3.3-5V。大于5V時(shí)會(huì)導(dǎo)致較高的驅(qū)動(dòng)能力會(huì)引入噪音,形成不穩(wěn)定的開關(guān)切換過程。當(dāng)大于5V時(shí)需要增加分壓電阻分壓或者穩(wěn)壓管來實(shí)現(xiàn)，如下圖示意：
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