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PWM和PFM的电压控制方法有哪些?你知道吗?

时间:2023-01-28

什么是PWM和PFM?两者有什么区别?介绍开关调节器的基本电压控制方法。

不管它是否是开关稳压器,稳压器的功能都是产生稳定的输出电压。

由于这个原因,已经在图2的“反馈控制模式”中进行了解释。

必须将输出电压反馈到控制电路以进行环路控制。

这里,有必要说明电压控制的方法,例如,应执行哪种控制以将输入电压调整为5V等。

顾名思义,开关稳压器使用开关输入电压(即开/关)将其转换为所需的输出电压。

已经在图2的“工作原理”中解释了这种结构。

简单来说,它是在开关后平均以使设定输入电压的输出电压均等。

切换输入电压的主要方法有两种。

・ PWM控制(脉冲宽度调制)PWM是最常用的电压控制方法。

以恒定的周期将开关设置为ON,以截获符合输入输出功率的部件。

因此,ON和OFF的比例以及占空比将随所需的输出功率而变化。

由于频率恒定,因此具有可预测的开关噪声和易于滤波处理的优点。

缺点是,由于频率恒定,因此在重负载和轻负载时开关时间相同,并且自耗电流保持不变。

因此,轻负载时的开关损耗是主要损耗,并且效率降低。

●频率恒定。

根据占空比调整输出电压。

频率恒定,易于滤除噪声。

频率是恒定的,并且在轻负载下开关损耗效率会大大降低。

PFM控制(脉冲频率调制)PFM具有固定的ON时间类型和固定的OFF时间类型。

以固定的开启时间类型为例(请参见下图),开启时间恒定且关闭时间改变。

换句话说,直到ON的时间将改变。

当负载变大时,负载时间内的导通次数增加。

换句话说,当负载重时,频率将较高,而当负载轻时,频率将较低。

优点是在轻负载时不需要增加功率,开关频率较低,减少了开关次数,并且减少了开关损耗,因此可以在轻负载下保持高效率。

缺点是频率会改变,与开关相关的噪声不稳定且难以过滤。

噪声很难消除。

此外,频率一旦进入20kHz的可听频带,就会出现声音,这可能会影响音频设备的信噪比。

从这个意义上讲,PWM更易于操作。

●将ON(或OFF)时间设置为恒定值,调整OFF(或ON)时间将减少轻载下的工作频率,从而减少开关损耗并保持效率。

频率不稳定,因此噪声过滤困难并且可能进入听觉范围。

在了解特性之后,必须权衡使用哪一个。

但是,为了利用两者的优势,某些IC在稳定工作期间采用PWM工作,并在轻载时切换到PFM以保持效率。

●PWM和PFM的效率特性示意图。

在轻负载下,PWM会以恒定的周期打开和关闭,因此效率很低。

当PFM轻载时,频率会降低,因此开关损耗会降低,并且效率会得到保持。

一些IC在稳定运行期间采用PWM操作,并在轻载时切换到PFM以保持效率。

要点:・ PWM(脉冲宽度调制),恒定频率由ON / OFF时间比(占空比)控制。

・ PFM(脉冲频率调制),脉冲ON(或OFF时间)通过改变关闭时间(或打开时间)。

・了解单独使用它们的优缺点。

・双方控制开关和使用,并增加了越来越多具有详细控制模式的IC。

以上是对PWM和PFM的分析,希望对大家有所帮助。