圖 1 | 浮地 Buck IC 電路拓撲

高壓浮地 Buck 電源管理方案憑借其設計簡單、成本低廉等優勢，被廣泛應用于家居家電、工業自動化等領域。但受限于電路架構的局限性，存在輸出調整率差、動態差和待機功耗高等問題，難以滿足部分高精度輸出應用需求。如上圖所示，為了便于驅動 N 型 MOSFET，浮地 Buck 電源管理 IC（后文簡稱浮地 Buck IC）的參考與輸出電壓不共地。

圖 2 | 典型浮地 Buck IC 的控制框架

上圖為典型浮地 Buck 的控制框架，當 Buck 續流二極管導通時，浮地 Buck IC 可以獲得表征輸出電壓的反饋信號 V_FB。

其中，V_FR 為續流二極管的壓降，V_FF 為反饋二極管的壓降。因二極管壓降受個體差異、溫度及電流變化的影響較大，反饋信號 V_FB 和輸出電壓 V_o 之間存在誤差，這是造成浮地 Buck 方案輸出調整率差的根本原因。

圖 3 | 典型浮地 Buck IC 的環路控制框圖

上圖為典型浮地 Buck IC 的環路控制框圖。從控制理論角度分析，環路的直接控制對象是 V_FB，由于 V_o 與 V_FB 在特定時間段內存在確定的函數關系，因此可以通過 V_FB 間接實現對輸出電壓的穩定控制（前文已經論述，只是相對穩定）。然而，V_FB 與 V_o 之間的這種函數關系僅在每個開關周期續流二極管導通期間成立，這意味著反饋采樣存在開關周期級別的延遲，在頻域中可用  表示。這一延遲顯著降低了環路的響應速度，導致系統的動態性能變差。

延遲環節   表明，工作周期越長，延遲越大。因此，常規浮地 Buck IC 不得不設置最小工作周期，制約了待機功耗的進一步降低。

綜上所述，浮地 Buck IC 的上述性能局限，其根源均可歸結于反饋采樣方式的固有缺陷。