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：

當我們將二極管都當作是理想的開關時，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單向導通的特性，脈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電路的拓撲結構如下圖所示：

當其中的開關用N型MOSFET來實現(xiàn)時，我們很容易就會遇到高側開關（上橋K1）的驅動問題。

如上圖，當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)導通，否則Q1就會在它導通的過程中重新回到截止狀態(tài)，實際上也就是既無法導通也無法截止，因為要使之導通的努力仍然會繼續(xù)存在，它會因此而處于半導通狀態(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的驅動電路能在Q1導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，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的設計就引入了自舉電路以解決上橋的驅動問題，我們可以先來看看它的應用電路：

再來看看它的內部電路框圖：

我們在結合這兩幅圖以后可以看到，RT6204以VIN為內部電路的供電端和轉換電路的供電端，內部有一個穩(wěn)壓器（Internal Regulator）從此輸入給出一個穩(wěn)定的低電壓為內部電路供電（沒有明確地表示出來），同時經(jīng)一只內部二極管將電能送至上橋HS的驅動電路和BOOT端，而BOOT端則通過一只外部電容CBOOT和開關節(jié)點SW連接起來。

當下橋LS導通的時候，開關節(jié)點SW處的電壓略低于0V（GND電壓），內部穩(wěn)壓器的輸出經(jīng)內部二極管為電容CBOOT進行充電，因而上橋HS的驅動電路的供電電壓就是該電容上的電壓（大約為5V）。

當下橋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的驅動電路輸出高電壓使其導通，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的幅度達到大約為VIN+5V，所以HS將持續(xù)保持導通狀態(tài)直至其導通過程結束。

HS的驅動電路依靠HS自身的源極電壓的變化將其驅動電壓提升，相當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導通的時間段內完成的，它的放電過程是在驅動上橋的時候完成的。對于一個確定的上橋開關來說，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，由于內部穩(wěn)壓器的供電能力是有限的，在LS導通期間為自舉電容充電的電流就是有限的，這就有可能導致一個結果：在高占空比的應用中，由于下橋LS的導通時間很有限，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的驅動能力不足，從而造成正常的轉換過程出現(xiàn)問題。為了避免這種問題對轉換器的影響成為現(xiàn)實，RT6204的內部嵌入了對自舉電路的欠壓保護功能（從內部框圖中的BOOT UVLO標識看到這一點）。

RT6204容許的最高占空比為93%，當輸入和輸出逐漸逼近時，典型的高占空比應用就會發(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)格書的應用說明中給出建議，當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注我們的微信號以后在公號的菜單中找到一篇關于車規(guī)產品的應用筆記，這篇筆記詳細介紹了RT2875（最高工作電壓為36V的3A Buck）的應用方法，給出了很多設計上的參考，其中就有關于如何設計自舉電路的充電電路的內容，可以幫助你完全掌握這一方法。