DC/DC的调制方式分为PWM 和 PFM 是两大类。
1、脉宽调制方式(PWM)
PWM就是通过周期性的改变开关的导通与关断时间的方法实现电压转换。通过很多的脉冲,高频地切换,将在开关接通期间存储能量(存储在储能元件中,电容(C)、电感(L))用来在开关切断时提供此能量,从而实现平稳的电压。
下图为典型的PWM控制架构图,输出通过两个电阻RF1/2分压做采样信号,然后通过一个补偿器和精准的参考源(Vref)做比较,再将输出电压的误差信号和一个 Ramp(三角波比较),得到固定周期的脉冲。
占空比(Duty Cycle):开通的时间 Ton 与开关周期 T 的比值, ton(开通时间) + toff(关断时间) = T(开关周期),占空比 D=ton / T。
PWM 控制的优点:
a、 中等和重负载条件下可实现良好的效率
b、 开关频率由 PWM 斜坡信号频率设定
PWM 控制的缺点:
a、 效率在轻负载条件下显著下降,因为开关频率固定导致了开关损耗在轻载时效率不高
b、 快速瞬态响应和高稳定性需要仰仗上佳的补偿网络设计
2、脉冲调制方式(PFM)
脉冲调制方式采用一个可变的时钟频率,恒定导通时间(ton)或者恒定关断时间(toff)实现电压的转换。
脉冲跳跃间隔取决于负载,随着负载的增加,开关脉冲出现的频度增高(在 40mA 时每 6.5µs 出现一次,而在 1mA 时则是每 100 µs 出现一次),如果负载充分增加,则转换器将恢复恒定频率操作,如下图所示。
下图为在 10 至 30 mA 负载瞬变条件下的测试PFM方式和PWM方式的结果。
PFM 控制的优点
a、在轻负载条件下可实现更好的效率
b、无需补偿器
c、易于实现:允许使用多种电感器
PFM 控制的缺点
a、EMI 频谱散布在所有的频率上,可能很难滤除
b、可听噪声(f<20kHz)
3、脉冲跳跃/ 省电模式 Burst Mode
在轻负载时, PWM 转换器能自动切换至一种“低功耗”模式以最大限度地减少电池电流消耗,该模式有时被称为“ PFM” – 但实际上是一个间歇式地接通和关断的固定频率(PWM) 转换器。如下图,左侧为经典的PWM模式,右侧为Burst Mode。Burst Mode可以明显看出来频率降低了,所以开关损耗也减少了,但是纹波明显变大了(因为它这种模式下已经不是每个周期都调整 PWM,而是反馈信号到了窗口比较器的上限或者下限的时候才做出调整)。文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-730764.html
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