開關(guān)在高邊且為N溝道MOSFET的降壓式buck電路,通常通過自舉方式來驅(qū)動上管。那么,在進行該架構(gòu)的buck應(yīng)用電路設(shè)計時,需要考慮輸入電壓緩慢下降對于電路工作的影響。
首先來結(jié)合下圖1分析一下自舉電路的工作原理。在一個開關(guān)周期里:
- 當(dāng)上管關(guān)斷時(TOFF),下管開通,此時SW 電壓拉低到GND電平附近,在VBandgap和VSW之間形成了一個正向壓差,故自舉電容將通過 Bandgap—>Boot Cap—>SW這個回路得到充電(充電速度跟Bandgap的電流能力以及線路的阻抗相 關(guān)。);
- 當(dāng)上管開通時(TON), 下管關(guān)斷,此時SW電壓為高,在VBandgap和VSW之間形成了一 個反向壓差,以上回路關(guān)斷,同時自舉電容給驅(qū)動電路供電。即在一個開關(guān)周期內(nèi),CBOOT在TON時間 的放電能量和TOFF時間的充電能量達到了平衡,從而保證了驅(qū)動電路的穩(wěn)定供電。
圖 1 自舉電容充電回路
由自舉電路原理可知,自舉電容過小就會造成在TOFF內(nèi)給電容充電的能量小于TON內(nèi)驅(qū)動電路消耗的能量,自舉電容上電壓VBOOT會持續(xù)下降。當(dāng)VBOOT下降到驅(qū)動電路的UVLO后,驅(qū)動電路關(guān)斷,電感電流通過下管續(xù)流并迅速掉落,輸出電壓隨之掉落,而下管的開通使得VBOOT重新上升;當(dāng)電感電流掉落至零以后,下管關(guān)斷,VSW=VOUT,掉落的VOUT使得Bandgap電壓大于VSW,使得VBOOT繼續(xù)上升;當(dāng)VBOOT達到ULVO 的上門限(UVLO rising threshold),驅(qū)動電路重新開始工作,VOUT快速上升。
在驅(qū)動電路重新工作和VOUT快速回升后,由于此后又處于幾乎D=100%的狀態(tài),VBOOT電壓不能維持,輸出電壓也因此會重新掉落。從而進入了VOUT掉落再重啟再掉落的循環(huán)反復(fù)的過程,直至VIN掉落到變換 器輸入ULVO。