不論開關(guān)穩(wěn)壓器與否,電壓穩(wěn)壓器的功能為產(chǎn)生穩(wěn)定化的輸出電壓,必須將輸出電壓反饋至控制電路來(lái)進(jìn)行環(huán)路控制。有關(guān)電壓控制的方式,例如該進(jìn)行何種控制才能將輸入電壓調(diào)整為5V等,下面具體來(lái)了解下。
電壓控制PWM和PFM方法
開關(guān)穩(wěn)壓器如名稱所示,借著開關(guān)輸入電壓,就是ON/OFF來(lái)轉(zhuǎn)換成希望的輸出電壓,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是開關(guān)后平均化以均衡已設(shè)定輸入電壓的輸出電壓,此輸入電壓的開關(guān)法主要有2種方法。
PWM控制(脈沖寬度調(diào)制):PWM是最普通的電壓控制方法。在恒定周期下,將開關(guān)設(shè)為ON,從輸入截取符合輸出所需功率的部分。因此,ON和OFF的比率、占空比會(huì)隨必要的輸出功率而變化。
由于頻率恒定,故有可預(yù)測(cè)即將產(chǎn)生的開關(guān)噪聲、濾波器處理容易等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是因?yàn)轭l率恒定,重負(fù)載時(shí)和輕負(fù)載時(shí)的開關(guān)次數(shù)都相同,自我消耗電流不變,故輕負(fù)載時(shí)開關(guān)損耗是主要損耗而效率降低。
(1)頻率恒定根據(jù)占空比調(diào)整輸出電壓,頻率恒定,易于過(guò)濾噪聲;頻率恒定,輕負(fù)載時(shí)開關(guān)損耗效率顯著惡化。
?PFM控制(脈沖頻率調(diào)制)
PFM有固定ON時(shí)間型和固定OFF時(shí)間型。以固定ON時(shí)間型為例(下圖參考),ON時(shí)間恒定OFF時(shí)間變化。 換句話說(shuō),接下來(lái)一直到ON之前的時(shí)間會(huì)改變。當(dāng)負(fù)載變大時(shí),將會(huì)隨著負(fù)載增加時(shí)間內(nèi)的ON次數(shù)。也就是說(shuō),重負(fù)載時(shí)頻率會(huì)變高,輕負(fù)載時(shí)頻率會(huì)變低。
其優(yōu)點(diǎn)是,輕負(fù)載時(shí)無(wú)需增加功率,開關(guān)頻率變低,開關(guān)次數(shù)減少,開關(guān)損耗減少,故輕負(fù)載時(shí)也可維持高效率。其缺點(diǎn)是,頻率會(huì)變化,開關(guān)相關(guān)噪聲不穩(wěn)定且難以濾波。噪聲難消除。此外,頻率一進(jìn)入可聽?zhēng)?0kHz時(shí)有可能會(huì)發(fā)生聲響等對(duì)音響設(shè)備的S/N造成影響。從這個(gè)意義來(lái)說(shuō),PWM比較容易操作。
(2)ON(或OFF)時(shí)間設(shè)為恒定,調(diào)整OFF(或ON)時(shí)間
輕負(fù)載時(shí)會(huì)降頻率工作,故開關(guān)損耗會(huì)減少而維持效率;頻率不穩(wěn)定,故噪聲濾波困難而有進(jìn)入聽覺范圍的可能性。
利用哪一方必須在理解各特性后權(quán)衡,不過(guò)有些IC為了能夠利用雙方的優(yōu)點(diǎn),于穩(wěn)定工作時(shí)采PWM工作,于輕負(fù)載時(shí)開關(guān)成PFM來(lái)維持效率。
(3)PWM和PFM的效率特性示意圖
PWM輕負(fù)載時(shí)恒定周期開關(guān),故效率低下。PFM輕負(fù)載時(shí)會(huì)降頻率工作,故開關(guān)損耗減少而維持效率。有些IC于穩(wěn)定工作時(shí)采PWM工作,于輕負(fù)載時(shí)開關(guān)成PFM來(lái)維持效率。
關(guān)鍵要點(diǎn):
?PWM(脈沖寬度調(diào)制),頻率恒定通過(guò)ON/OFF的時(shí)間比(占空比)控制。
?PFM(脈沖頻率調(diào)制),脈沖的ON(或OFF時(shí)間)恒定通過(guò)OFF時(shí)間(或ON時(shí)間)變化控制。
?理解優(yōu)缺點(diǎn)區(qū)分使用。
?雙方控制切換使用,越來(lái)越多加入詳細(xì)控制模式的IC。
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