Buck开关电路中,通常使用NMOS来作为开关管。我们知道,相比PMOS,NMOS在导通电阻、价格方面都比较有优势。
在同步结构中,MOS管作为开关管可以有两种使用方式。
一、不需要外部自举电路:上管为PMOS 下管为NMOS
二、需要外部自举电路:上管和下管均为NMOS
为什么使用NMOS管就需要增加自举电路?
这和NMOS的导通条件有关系:栅极电压比源极电压高即导通,所以上管必须增加自举电路才能保证完全导通。
自举电路的工作原理:
当上管关断下管打开时,开关节点处的电压拉低到GND,随后内部电源通过二极管给电容充电。
当上管打开下管关断时,开关节点电压变高,二极管此时截止,自举电容充满电后开始工作。
我们知道电容两端电压不能突变,上管的栅极电压大于源极电压Vin,上管顺利导通。
注意事项:
在实际应用中,当使用自举电路时,如果占空比过大,就会出现不稳定的情况。
当占空比很大时,下管导通时间就比较短。
自举电容则在下管导通时才会进行充电,这就会导致关断时间给电容充电能力不足够驱动消耗,让Boot引脚电压持续下降。当下降到无法完全驱动上管时,上管驱动电路关闭就会出现不稳定的情况。
解决方案
1.上管使用PMOS
2.上管使用NMOS,但内部需要使用电荷泵电路来替代自举电容。不过这需要持续提供高于Vin的电压,实际应用起来会比较复杂,成本也会增加。
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