降壓式Buck電路中C1電容的作用和原理

Word降壓式Buck電路中C1電容的作用和原理為什么常見降壓式Buck電路中需要接C1（電容）?

C1電容的作用

自舉引導，連接在SW(開關管引腳)和BST引腳之間的（電容器）需要在（高壓）側開關驅(qū)動器上形成浮動（電源），在需要開通高壓側開關管時給開關管供給驅(qū)動能量或驅(qū)動功率。

原理認識

(1)半橋(Half-Bridge)結構：若Q1是上管，那么對應Q2就是下管，在電源中極為常見

(2)Buck電路中的同步整流

HighSide：高側，簡稱HS，是半橋結構中與電源輸入正連接的開關管相關的地方，如果特指開關管則指上管

LowSide：低側，簡稱LS，是半橋結構中與電源參考地連接的開關管的地方，如果特指開關管則指下管

如下是帶有同步整流(SR)的Buck電路，這里同步整流是指將原來的續(xù)流（二極管）用有源器件替代，以減少通態(tài)損耗，這里示意圖中我們用增強型（MOSFET）替代續(xù)流二極管，圖中是Q2。

(3)半橋驅(qū)動的問題

在一個供電系統(tǒng)中(這里指只有一個參考地的情況)，由于半橋中兩只管子連接結構的關系，上管的參考地必然是浮動的，只有下管具有供電系統(tǒng)的參考地。那么引出問題就是如何用具有一個參考地的電源驅(qū)動上管的問題了，因為沒有回路是無法驅(qū)動開關管的。

如下圖，上管Q1的源極(S)的電位在輸入正電壓VB和和參考0(忽略管壓降)之間變化，當然我們要明白Q1和Q2使互補開通的，不能同時開通，同時開通就會讓橋臂短路產(chǎn)生大電流而燒壞開關管。

通常情況下，VDD是給控制（芯片）供電的電源，它的來源是輸入電源VB通過降壓得到的一個穩(wěn)定值，所以在Q2關斷，需要開通Q1時，如果要用以“參考地0”的電源去開通上管Q1，這是不可行的(VDD小于VB，)，因為當下管Q2關斷后，沒有流通的回路，Q1門極上是沒有辦法被充電的。

(4)自舉懸浮供電電路

自舉引導，連接在SW(開關管引腳)和BST引腳之間的電容器需要在高壓側開關驅(qū)動器上形成浮動電源，在需要開通高壓側開關管時給開關管供給驅(qū)動能量或驅(qū)動功率

①自舉電路構成：二極管D1和電容C1

②自舉（工作原理）—充電

Q1和Q2依舊是互補工作，當下管Q2閉合時，VDD通過二極管D1給C1充電，通過Q2回到參考地0，形成完整的回路，充電路徑如下橙色虛線指示的部分

③自舉工作原理—懸浮電容做為電源給上管驅(qū)動供電

Q2關斷后，C1已經(jīng)被充電，電荷存儲在C1中，形成獨立的供電電源，在需要開通Q1時，C1給（驅(qū)動電路）供電，打開Q1，C1供電回路如下藍色的曲線。

常用半橋驅(qū)動芯片或者Buck（電源管理）芯片驅(qū)動高邊側懸浮管

(1)半橋驅(qū)動芯片

實際外圍電路構成，CBOOT相當于自舉西儲能電容

(2)帶有同步整流功能的Buck電源管理芯片的自舉懸浮驅(qū)動

實際電路，多數(shù)只要外加一個儲能電容即可，二極管被集成在芯片中

關于C1儲能電容的容值，在小功率（DC）-DC中，一般芯片廠家都會（推薦）一個電容值，使用即可(計算是根據(jù)驅(qū)動功率或MOSFET驅(qū)動電容選擇計算)，如下

但是，有些情況這種自舉會失效，也就是無法開通高邊側的開關管，加入低邊側開關管開通時間很短或者開關管驅(qū)動功率需求高，開通時間短則C1或者CBST電容還未被充電至開通開關管的電壓或者存儲電量過少不能滿足驅(qū)動功率，這個我們也會碰到，這時候就需要在驅(qū)動上想辦法了，如下是通過變壓器變換兩組電源分別給上管和下管驅(qū)動供