Buck 电路自举电容如何理解

对于一个硬件工程师来说，会经常遇到一些典型电路，像LDO电路，DCDX电路，USB电路等，这些电路中有些外围器件的设计我们看不懂，这时候就需要查找一些资料，解决自己的疑问。

比如在DCDC的BUCK电路中，有时候会遇到自举电容，经常会看到一个电容连接在芯片的SW和boot管脚之间，其实这个电容称之为自举电容，关于这个电容，有以下几个疑问需要解决。

自举电容的作用是什么？

自举电容的作用原理：电容两端的电压不能突变。

我们以硒力杰半导体的buck芯片SY8113B为例。规格书中芯片的BS管脚说明如下：

设计时在BS和LX之间必须接一个0.01uF的电容，用来给内部的NMOS(上管)供电。这里的上管自然是内部开关NMOS管，上面的那个管。

上图是SY8113B芯片内部结构图。从图中可以看到，内部的两个开关管Q1和Q2是2个NMOS管。

1）DC-DC在工作时，LX管脚电压在Q2导通时是接GND的，在Q2断开时是接VIN，SW电压与电源输入VIN相同。

2）上管Q1的Vgs由驱动器控制，要想Q1的漏源极要能够导通，Vgs必须要大于Q1的导通门限电压Vgsth。因为驱动器的电源负端S端在Q2断开时电压已经是与电源输入Vin相同了，所以驱动器的供电电压必须大于Vin。

3）在Q2导通时，LX接到了GND，自举电容一端也接到了GND，5V通过二极管给Q1供电，并且给自举电容充电。

4）在Q2由导通变为关闭时，LX由GND变为VIN，自举电容两端的电压不能突变，因此Boot端被升到大于VIN电压，给驱动器进行供电。

特别注意：自举电容存在的能量应能满足整个Q2关闭时提供的能量以及为下一次启动提供能量。

补充：

为什么有的buck有自举电容，有的buck没有自举电容呢？

是否有自举电容跟Buck芯片内部结构有关，也就是说跟控制LX(SW)输出的MOS管的类型有关，如果内部两个开关管都是NMOS管，那么是需要自举电容的。但是有的BUCK芯片上管是PMOS管，不需要产生比Vin还高的电压，也就不需要boot电容。

如下图为RICHTEC的RT8059芯片的内部框图

可以看到，与LX连接的上管Q1是PMOS，上管Q1导通的条件是Vgs<0V，只要保证Q1的源极比门极高就能控制上管导通。