揭秘为什么高边 MOSFET 不能简单反接实现真关断

前文[ 发现一个奇怪的现象 | BOOST芯片EN引脚并不能关断输出？ ]分享了常规BOOST电路与BUCK电路很大的差异点是：BUCK电路应对过流或短路的方案是可靠的限流或关断（可以关闭输出），但常规BOOST电路的关断仅是PWM停止，传统非同步或同步BOOST拓扑都不能阻止从输入到输出的直通电流路径。

1/ 问题提出：一个看似合理的设计疑问 /

在分析 TPS61287 等 BOOST 控制器电路时，很多工程师都会产生这样的疑问：TPS61287芯片设计时，为什么不将内部高侧 MOSFET D 在 SW 引脚，S 在 VOUT 引脚呢？这样似乎就能实现真正的关断功能。（咱还真不能自作聪明，我难道比大厂工程师更厉害）

这个问题看似简单，实则涉及到 BOOST 拓扑的核心工作原理和 MOSFET 器件的物理特性。本文将从三个关键维度深入分析这个设计选择背后的技术考量。

2/ 核心结论：反接高边MOSFET不可行 /

经过深入分析，我们得出明确结论：

参考 TPS61287 电路，即使是 BOOST 控制器电路，也不能使用将外置高边 MOSFET 的 D 和 S 反过来连接的方式实现真关断，因为会导致电路拓扑失效。

3/ 原因分析 /

原因1：体二极管需要在死区时间内续流

续流的物理必要性

电感电流不能突变是电力电子设计中的基本物理定律。根据电感的伏安特性：

V = L × (di/dt)

当dt极小导致电流变化率 (di/dt) 极大时，会产生极高的感应电压，可能损坏电路器件。

上图所示，BUCK 电路的续流机制：

非同步 BUCK 电路

续流路径：通过续流二极管实现

工作原理：开关管关断时，电感电流通过二极管续流

关键作用：避免电压尖峰，保护器件安全

同步 BUCK 电路

续流路径：通过低边开关的体二极管续流

工作原理：死区时间内，体二极管提供续流通道

性能优势：降低导通损耗，提高转换效率

上图所示，同理，以同步BOOST拓扑为例（无论是非同步还是同步BOOST拓扑），在低边开关关断到高边开关导通这个死区时间内，必须通过高边开关 MOSFET 的体二极管实现续流。

高边MOSFET体二极管方向从SW（N-MOSFET的S极）到VOUT（N-MOSFET的D极）的要求，确保了在死区时间内，电感电流能够继续流通，避免产生破坏性的电压尖峰。

原因2：体二极管反向会导致输出VOUT被短路到地

上图所示，如果高边MOSFET体二极管方向是从VOUT（N-MOSFET的D极）到SW（N-MOSFET的S极）的，那么就会在低边MOSFET导通期间，输出VOUT直接被高边MOSFET体二极管篏位到地了，典型值是一个二极管压降0.7V。

这将是灾难性的，这样的BOOST升压电路拓扑直接失效了，然不行。

原因3：体二极管反向不利于高边MOSFET驱动

上图所示，如果高边MOSFET体二极管方向是从VOUT（N-MOSFET的D极）到SW（N-MOSFET的S极）的，那么开通高边MOSFET所需的G电压就会是整个电路中最高的了，不利于驱动电路设计。

当然，相对于前两个原因，这个就显得不重要了。

4/ 要点回顾 /

BOOST 电路高边 MOSFET 不能简单反接，因为会导致续流失败、输出短路和驱动困难。

体二极管的方向是由电路工作原理决定的，不是可以随意改变的设计参数。

工程设计需要基于物理原理进行系统性分析，不能仅凭直觉做出决策。

优秀的工程师不仅要知道“怎么做”，更要理解“为什么这么做”。记住：在工程设计的道路上， 质疑精神是创新的起点，科学分析是可靠的保障，实践验证是最终的标准！

       原文标题 : 发现一个奇怪的现象 | BOOST升压电路高边MOSFET体二极管方向分析