在我們談及的電荷泵電路中，電容的充電、放電以及其參考點(diǎn)電位的變化是實(shí)現(xiàn)電荷泵功能的關(guān)鍵，與之連接的二極管所起的作用則是協(xié)助完成充電和放電的單向開關(guān)：

當(dāng)我們將二極管都當(dāng)作是理想的開關(guān)時(shí)，此電路的輸出電壓VOUT就等于VIN加上脈沖信號(hào)的變化幅度。

由于D1單向?qū)ǖ奶匦裕}沖信號(hào)為高電平時(shí)的D1是截止的，低電平時(shí)的D2是截止的。

與電荷泵類似的電路在我們常見的Buck電路中也是廣泛存在的，只是其應(yīng)用的形式發(fā)生了變化，我們把這種新的電路稱為自舉電路。

Buck電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖所示：

當(dāng)其中的開關(guān)用N型MOSFET來實(shí)現(xiàn)時(shí)，我們很容易就會(huì)遇到高側(cè)開關(guān)（上橋K1）的驅(qū)動(dòng)問題。

如上圖，當(dāng)Q1截止期間，我們用相對(duì)于Q1源極電位更高的柵極電壓使Q1導(dǎo)通，Q1的源極電壓即會(huì)等于其漏極電壓VIN，此時(shí)就必須使柵極電壓高于VIN才能使Q1持續(xù)導(dǎo)通，否則Q1就會(huì)在它導(dǎo)通的過程中重新回到截止?fàn)顟B(tài)，實(shí)際上也就是既無法導(dǎo)通也無法截止，因?yàn)橐怪畬?dǎo)通的努力仍然會(huì)繼續(xù)存在，它會(huì)因此而處于半導(dǎo)通狀態(tài)，我們需要的功能完全不能正常實(shí)現(xiàn)，反倒是消耗了大量電能以致造成發(fā)熱。自舉電路存在的目的就是讓Q1的驅(qū)動(dòng)電路能在Q1導(dǎo)通的同時(shí)自動(dòng)使其柵極電壓跟隨Q1源極電壓的上升而自動(dòng)上升同樣的幅度，從而保持Q1的導(dǎo)通狀態(tài)。

RT6204是立锜最新推出的可在5.2V-60V輸入電壓下工作的寬輸入同步Buck轉(zhuǎn)換器，可輸出0.8V-50V電壓，負(fù)載能力為0.5A，它的實(shí)現(xiàn)就是采用N型的MOSFET開關(guān)，所以它在工作的時(shí)候就會(huì)遇到我們這里陳述的問題。因此，RT6204的設(shè)計(jì)就引入了自舉電路以解決上橋的驅(qū)動(dòng)問題，我們可以先來看看它的應(yīng)用電路：

再來看看它的內(nèi)部電路框圖：

我們?cè)诮Y(jié)合這兩幅圖以后可以看到，RT6204以VIN為內(nèi)部電路的供電端和轉(zhuǎn)換電路的供電端，內(nèi)部有一個(gè)穩(wěn)壓器（Internal Regulator）從此輸入給出一個(gè)穩(wěn)定的低電壓為內(nèi)部電路供電（沒有明確地表示出來），同時(shí)經(jīng)一只內(nèi)部二極管將電能送至上橋HS的驅(qū)動(dòng)電路和BOOT端，而BOOT端則通過一只外部電容CBOOT和開關(guān)節(jié)點(diǎn)SW連接起來。

當(dāng)下橋LS導(dǎo)通的時(shí)候，開關(guān)節(jié)點(diǎn)SW處的電壓略低于0V（GND電壓），內(nèi)部穩(wěn)壓器的輸出經(jīng)內(nèi)部二極管為電容CBOOT進(jìn)行充電，因而上橋HS的驅(qū)動(dòng)電路的供電電壓就是該電容上的電壓（大約為5V）。

當(dāng)下橋LS截止以后，經(jīng)過極短的一段死區(qū)時(shí)間（避免上下橋同時(shí)貫通），上橋HS的驅(qū)動(dòng)電路輸出高電壓使其導(dǎo)通，SW處的電壓經(jīng)此過程變成等于VIN端電壓。與此同時(shí)，以SW為參考點(diǎn)的CBOOT上的電壓不會(huì)發(fā)生變化，所以BOOT端的電壓也會(huì)上升相應(yīng)的幅度達(dá)到大約為VIN+5V，所以HS將持續(xù)保持導(dǎo)通狀態(tài)直至其導(dǎo)通過程結(jié)束。

HS的驅(qū)動(dòng)電路依靠HS自身的源極電壓的變化將其驅(qū)動(dòng)電壓提升，相當(dāng)于是自己把自己舉了起來，因此這種電路被稱為自舉電路。

自舉電容的充電過程是在下橋LS導(dǎo)通的時(shí)間段內(nèi)完成的，它的放電過程是在驅(qū)動(dòng)上橋的時(shí)候完成的。對(duì)于一個(gè)確定的上橋開關(guān)來說，它的柵極電容是確定不變的，因此自舉電容在每個(gè)工作周期的放電量是確定不變的。但是，由于內(nèi)部穩(wěn)壓器的供電能力是有限的，在LS導(dǎo)通期間為自舉電容充電的電流就是有限的，這就有可能導(dǎo)致一個(gè)結(jié)果：在高占空比的應(yīng)用中，由于下橋LS的導(dǎo)通時(shí)間很有限，很有可能造成自舉電容CBOOT的充電不足，這樣就會(huì)造成對(duì)上橋HS的驅(qū)動(dòng)能力不足，從而造成正常的轉(zhuǎn)換過程出現(xiàn)問題。為了避免這種問題對(duì)轉(zhuǎn)換器的影響成為現(xiàn)實(shí)，RT6204的內(nèi)部嵌入了對(duì)自舉電路的欠壓保護(hù)功能（從內(nèi)部框圖中的BOOT UVLO標(biāo)識(shí)看到這一點(diǎn)）。

RT6204容許的最高占空比為93%，當(dāng)輸入和輸出逐漸逼近時(shí)，典型的高占空比應(yīng)用就會(huì)發(fā)生，這樣就會(huì)出現(xiàn)自舉電容充電不足的問題。所以，RT6204規(guī)格書的應(yīng)用說明中給出建議，當(dāng)VIN低于5.5V或占空比高于65%時(shí)，最好是給電路提供一個(gè)額外的自舉電容充電電路以彌補(bǔ)內(nèi)部充電的不足，說明這種做法的參考電路如下圖所示：

采用了這種做法的完整電路則如下圖所示：

由于容許的BOOT端和SW之間的最高電壓為6V，我們?cè)谠O(shè)計(jì)上需要確保BOOT相對(duì)于SW的電壓不會(huì)高于5.5V，所以，這個(gè)外部引入的電源最好就是5V的。如果系統(tǒng)的輸入電壓低于5.5V，或是該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓就是5V，我們最好就從這些地方直接取得該電源。

如果系統(tǒng)中沒有5V左右的電源存在，我們還有沒有別的辦法解決這個(gè)問題呢？這在實(shí)際上還是存在的，只需要利用基本的電路原理即可做到這一點(diǎn)。具體的方法我就不在這里敘說了，感興趣的讀者可以在關(guān)注我們的微信號(hào)以后在公號(hào)的菜單中找到一篇關(guān)于車規(guī)產(chǎn)品的應(yīng)用筆記，這篇筆記詳細(xì)介紹了RT2875（最高工作電壓為36V的3A Buck）的應(yīng)用方法，給出了很多設(shè)計(jì)上的參考，其中就有關(guān)于如何設(shè)計(jì)自舉電路的充電電路的內(nèi)容，可以幫助你完全掌握這一方法。