在我們談及的電荷泵電路中，電容的充電、放電以及其參考點電位的變化是實現(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，此電路的輸出電壓VOUT就等于VIN加上脈沖信號的變化幅度。

由于D1單向?qū)ǖ奶匦裕}沖信號為高電平時的D1是截止的，低電平時的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電路的拓撲結(jié)構(gòu)如下圖所示：

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

如上圖，當(dāng)Q1截止期間，我們用相對于Q1源極電位更高的柵極電壓使Q1導(dǎo)通，Q1的源極電壓即會等于其漏極電壓VIN，此時就必須使柵極電壓高于VIN才能使Q1持續(xù)導(dǎo)通，否則Q1就會在它導(dǎo)通的過程中重新回到截止狀態(tài)，實際上也就是既無法導(dǎo)通也無法截止，因為要使之導(dǎo)通的努力仍然會繼續(xù)存在，它會因此而處于半導(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)動電路能在Q1導(dǎo)通的同時自動使其柵極電壓跟隨Q1源極電壓的上升而自動上升同樣的幅度，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，負載能力為0.5A，它的實現(xiàn)就是采用N型的MOSFET開關(guān)，所以它在工作的時候就會遇到我們這里陳述的問題。因此，RT6204的設(shè)計就引入了自舉電路以解決上橋的驅(qū)動問題，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：

我們在結(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)部有一個穩(wěn)壓器（Internal Regulator）從此輸入給出一個穩(wěn)定的低電壓為內(nèi)部電路供電（沒有明確地表示出來），同時經(jīng)一只內(nèi)部二極管將電能送至上橋HS的驅(qū)動電路和BOOT端，而BOOT端則通過一只外部電容CBOOT和開關(guān)節(jié)點SW連接起來。

當(dāng)下橋LS導(dǎo)通的時候，開關(guān)節(jié)點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進行充電，因而上橋HS的驅(qū)動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)時間（避免上下橋同時貫通），上橋HS的驅(qū)動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，以SW為參考點的CBOOT上的電壓不會發(fā)生變化，所以BOOT端的電壓也會上升相應(yīng)的幅度達到大約為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)動電路依靠HS自身的源極電壓的變化將其驅(qū)動電壓提升，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)通的時間段內(nèi)完成的，它的放電過程是在驅(qū)動上橋的時候完成的。對于一個確定的上橋開關(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)致一個結(jié)果：在高占空比的應(yīng)用中，由于下橋LS的導(dǎo)通時間很有限，很有可能造成自舉電容CBOOT的充電不足，這樣就會造成對上橋HS的驅(qū)動能力不足，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轉(zhuǎn)換器的影響成為現(xiàn)實，RT6204的內(nèi)部嵌入了對自舉電路的欠壓保護功能（從內(nèi)部框圖中的BOOT UVLO標識看到這一點）。

RT6204容許的最高占空比為93%，當(dāng)輸入和輸出逐漸逼近時，典型的高占空比應(yīng)用就會發(fā)生，這樣就會出現(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，最好是給電路提供一個額外的自舉電容充電電路以彌補內(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，我們在設(shè)計上需要確保BOOT相對于SW的電壓不會高于5.5V，所以，這個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問題呢？這在實際上還是存在的，只需要利用基本的電路原理即可做到這一點。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)注我們的微信號以后在公號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)計上的參考，其中就有關(guān)于如何設(shè)計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。