怎么判断电源工作在PFM还是PWM模式呢?

发布时间:2022-11-24 阅读量:1407 来源: 我爱方案网整理 发布人: Aurora

DCDC开关电源有两种常见的工作模式,就是我们常听说的PWM模式和PFM模式,一种是普通工作模式,另一种是低功耗工作模式。PWM 和PFM 是两大类DC-DC 转换器架构,主要有三种:(1)脉冲宽度调制(PWM)(2)脉冲频率调制(PFM)(3)脉冲宽度频率调制(PWM-PFM)

 

PWM:pulse width modulation,是脉冲宽度调制,特点是开关的频率固定或者说开关周期固定,占空比变化。脉冲宽度调制是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术,广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。

 

PFM:Pulse frequency modulation,是脉冲频率调制,特点是开关频率是变化的,或者说开关周期是变化的。  

 

二者的波形对比见下图。    

 

怎么判断电源工作在PFM还是PWM模式呢

 

为什么PFM模式呢?  

 

这是因为负载根据不同的工作状态有不同的电流消耗,而且电流差异很大,小电流可能只有几个mA,大电流有几百mA甚至几A,而开关电源由于固定的开关频率而使得在低负载电流时效率并不高,为了提高电源的效率,降低电源自身在低电流时的开关损耗,就提出了PFM工作模式。

 

怎么判断电源工作在PFM还是PWM模式呢

 

可以知道,PWM模式时BUCK的管子一直处于开关状态,电感不断地充电、放电,而PFM模式时管子只偶尔开关下,俗称间歇性开关,偶尔给电感充放电一次。  

 

由于PWM模式BUCK的控制管子是连续开关,而PFM模式的管子是间歇性开关,这就导致了二者有个最显著的差异,即:PFM模式的纹波要大于PWM。  


怎么判断电源工作在PFM还是PWM模式呢?  

 

下图是某电源的PFM和PWM波形测试结果,第一行是输出电压纹波,可以看到PFM模式的纹波要大于PWM模式,第二行是电源开关节点SW位置的电压波形,可以看到PFM模式时开关导通下就停了,而PWM模式的SW节点是一直处于开关状态,这个可以作为区分PFMPWM的标志。  

 

第三行是电感的充放电电流波形,可以看到PFM模式下,电感间歇性的充放电波形,而PWM模式的电感是连续的充放电,这也可以作为区分PFMPWM模式的标志。      

  

怎么判断电源工作在PFM还是PWM模式呢

 

上面波形中PFM模式是间歇性的开关一次,有的情况是间歇性开关多次,比如下图,第一行是开关节点的波形,就是间歇性的产生开关脉冲序列,从第三行可以看到电感,在开关时电感反复充放电,开关停止则充放电也就停止了。


怎么判断电源工作在PFM还是PWM模式呢

 

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