分立器件搭建BUCK电源原理图实战之三角波起源（二）-凡亿课堂

分立器件搭建BUCK电源原理图实战之三角波起源

我们确定了Buck拓扑中器件的的参数，如图一示，接下来分析一下Nmos管NO和OFF时电路的状态，当N管导通时，S端的电压为30V，而Vgs阈值电压是3V，那也就是说需要G点的电压达到33V，N管才会导通，那输入电压才是30V哪里来的33V呢，如果再做一个升压电路或者其他方式得到一个33V电压那是不是成本会升高，这不是我们追求的，所以需要另想办法来解决这个问题，来看一下N管的阈值电压是3V那也就是说Vgs压差到达3V就可以，注意的这里说的是压差，不是对地压降，那我们是不是可以把S端作为N管导通的“地”呢，在这里的地不是真正的地只是一个参考地，那来看一下图二示用AGND表示

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图一图二

那是不是N管的前级驱动电路都要踩在这个AGND上才可以，为什么这样说呢，来看一下，假设有个一占空比40%的方波，高电平12V低电平0V,踩在绝对地上，接在G端，初始上电Vgs>3V,N管导通，通过电感给电容充电，但是N管一但导通，S端的电压就会瞬间上升到30V，此时Vgs<3v，N管关断，因为ON时，给输出电容充的有电，那OFF时就会产生续流回路，S端会是-0.7V电压，此时Vgs>3V,N管会再次导通，如此周而复始，MOS管无法正常导通，输出电压也无法达到要求,而且这个过程中MOS管处于放大状态，极易损坏，所以想要MOS管持续稳定导通，需要满足Vgs≥3V，所以需要以S端为地，踩在S端需要G端电压根据S端电压变化而变化，那我们来看一下图三示，一个小船携带12V的电压漂浮在海平面上与海平面形成12V压差

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图三

当海平面的海水发生变化潮起潮落时如图四示，小船的高度也会随之发生改变，但是小船和海平面始终保持12V压差，那回到我们电路中来什么器件能储存电压，是不是电容呢？

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图四

接下来看看这个电容该怎么接,踩在S端随波逐流如图五示，这个电容就是自举电容,只有这样当MOS管导通时，S端为1V时，G端为13V,S端为5V时，G端为17V,S端为30V时，G端为42V,也就是说需要G端电压跟随S端电压变化而变化

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图五

我们确定了Buck拓扑中器件的的参数知道MOS管的导通条件，接下来看看前级驱动电路该怎么设计，之间分析Buck拓扑的时候说过，开关需要按照周期性的通断才能保证电感不饱和、不损坏，那这个PWM的波形该怎么实现呢？PWM波实际上也叫方波，是一个数字输出，只有高低两个状态，那能输出高低电平的器件是什么呢？是不是比较器啊，比较器输出是一个方波那比较器的输入是什么呢？比如说比较器输出高时，那是不是正输入端高于负输入端，如果比较器的正输入端电平可以移动，那是不是可以改变比较器输出高电平的时间，那来看一下比较器的负输入端，输出是PWM波，那输入肯定有一个周期性的波形，不然无法输出有周期性的波形，那周期性的波形有哪些呢，方波、三角波、锯齿波、正弦波等等，那这几种波形哪个相对来说更好做是不是三角波更容易一些。

v 如何得到三角波

我们BUCK的占空比是40%是一定的，那也就是说三角波的频率也是一定的，那想要三角波频率一定需要怎么做呢？我们来看下图六示，第一个波和第二个波的斜率是相同的但是幅值不同，频率也会不同，看一下第一个和第三个波形幅值相同，斜率不同，频率也不相同，所以得出一个结论，想要频率一定的话需要保证幅值、斜率都是相同的，这样才能才能保证频率是相同的，如图七示，那可以用什么器件实现呢？

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