DC-DC BUCK自举电路详解

zxcv2014

DC-DC BUCK芯片的外围电路设计中，我们一般会在BOOT和SW管脚之间加电容或者电容+电阻组合，这一块的电路叫自举电路，自举电路中的电容、电阻就被称为自举电容、自举电阻。

　　什么是自举电容？

　　DC-DC BUCK芯片有一个管脚叫BOOT，有的叫BST，如下是一个DCDC芯片对BOOT管脚的解释，在外部电路设计时，BOOT和SW管脚之间，需要加一个电容，一般是0.1uF，连接到DCDC高端MOS管的驱动端，这个电容就叫作自举电容。

　　自举电容的作用原理？

　　如下是DCDCBUCK芯片的框图，上面的NMOS称为high-side MOSFET，下面的NMOS称为low-side MOSFET。

　　当高边MOS管打开时，SW为VIN，SW对电感进行充电储能，电感电流呈上升趋势；当低边MOS管打开时，SW为GND，此时电感通过续流二极管对负载进行供电，理论上高低MOS管不能同时打开，所以上下管打开的周期就形成了占空比，根据负载的轻重，来调节占空比，来满足不同负载需求。

　　以上就是DC-DC BUCK的大致原理。

　　图中的C就是自举电容，当低边MOS管打开时，SW接地为0，BOOT上的电压由BOOT Charge提供，假如是5V，就对电容进行充电；当关闭低边MOS管，选择打开高边MOS管，因为高边Vgs>Vgs(th)，所以高边MOS管能打开，随着高边MOS管打开，SW上的电压就会变成VIN。

　　如果不加这个C，那当Vgs<Vgs(th)时，就会出现高边MOS管无法打开；加上C之后，利用电容电压不能突变的特性，当SW变成VIN，那BOOT上的电压就会升为VIN+5V，此时Vgs 会大于Vgs(th)，高边MOS管就打开了。

　　自举电容的额定电压如何选？

　　一般SPEC上会给出BOOT to SW的最大值，如下图是6.5V，所以一般选10V/16V耐压值的电容即可。

　　自举电阻选取

　　其实在自举电路中，也可以加入电阻，一般叫BOOT电阻。BOOT电容的作用是SW在高电平时，利用电容两端电压不能突变特性，会将BOOT脚电压泵至比SW高的电压，维持高边MOSFET的导通状态。

　　加入了BOOT电阻，和BOOT电容就构成了RC充电电路。

　　BOOT电阻的大小决定了高边MOSFET的开关速度。一般BOOT电阻越大，高边MOSFET开的就越慢，这个时候SW上的尖峰就越小，EMI特性就好。BOOT电阻越小，MOSFET开的快，SW上的尖峰就越大，所以有的时候会在SW上预留RC对地吸收。

　　今天的文章到这里就结束了……