傳統的風扇驅動電路采用三極管直接降壓方式，將電壓差直接損耗在三極管上，這種方式具有直流驅動、電壓波動小等優點，但是效率低。如輸出風扇電壓為9V，輸入VCC_FAN為14.5V，則效率為9V/14.5V=62%，而Buck電路能夠將效率提高到90%以上，FAN損耗大大降低，有助于提高模塊的整機效率。

圖1 主電路原理圖

很多人對上圖中的Buck circuit電路很疑惑，為什么是這種形式呢?跟傳統的Buck電路不一樣啊?傳統的Buck電路及兩種模態的工作過程如下：

傳統的Buck電路

傳統的Buck電路兩種模態的工作過程

相比于傳統電路，我們的更改為：

① 開關管Q由正母線挪至負母線;

② 續流電感由正母線挪至負母線。

為什么要這樣更改呢?首先，如果采用傳統的Buck電路，則存在如下問題：

① 開關管由于在正母線，因此驅動需要采用浮驅技術，驅動電路更復雜;

② 在Buck工作過程中，電感始終處于充電、放電狀態，因此，其兩端的電壓始終是變化的：開關管導通充電時，VL=Vin-Vo;開關管斷開，電感開始續流時，VL=Vo。因此，電感兩端的電壓在一個周期始終處于兩種電壓狀態切換中(CCM態下)。由此，輸出電容兩端的電壓也會跟著相應的變化，盡管電容兩端的電壓差保持穩定，但這樣帶來了電壓采樣麻煩和電容輸出電壓紋波增加的風險，較大的紋波可能會對風扇的壽命產生極大的影響。

采用我們優化后的新電路，則可以輕松解決以上兩個問題：

① 開關管對地驅動，驅動電路簡單;

② Buck電感置于負母線，輸出電容兩端電壓均是穩定電平(電容電壓作為被控對象，電壓穩定)，便于采樣和減小輸出電壓紋波;

③ 而且，其兩種工作模態跟老Buck電路一樣，電路功能一樣，兩種工作模態如下：

由于輸出風扇電壓是浮地的，因此，采樣電路需要浮采或差分采樣。在我們的電路里，我們采用了對地差分采樣，即電容兩端的電壓分別對AGND采樣，然后再作差分，即可得電容電壓。由于電容正電壓為VCC_FAN，而我們的VCC_FAN作為輔助電源的被控電壓，穩定的保持在14.5V，因此，不需要對該電壓進行采樣，只需要對電容負電壓FANGND進行采樣即可，最終通過后臺軟件計算出風扇電壓Vfan=14.5V-FANGND即可。