開關電源的脈衝寬度調製(PWM)和脈衝頻率調製(PFM)的區別
發布時間:2023-06-14 責任編輯:lina
【導讀】開關穩壓器(Regulatior),就是實現穩壓,需要控製係統(負反饋),當電壓上升時通過負反饋把它降低,當電壓下降時就把它升上去,這樣形成了一個控製環路。如圖1中是脈衝寬度調製(PWM),當然還有其他如:脈衝頻率調製(PFM)、移相控製方式等。
什麼是開關穩壓器

圖1 開關穩壓器功能框圖
開關穩壓器(Regulatior),就是實現穩壓,需要控製係統(負反饋),當電壓上升時通過負反饋把它降低,當電壓下降時就把它升上去,這樣形成了一個控製環路。如圖1中是脈衝寬度調製(PWM),當然還有其他如:脈衝頻率調製(PFM)、移相控製方式等。
開關穩壓器主要有兩種控製方式:脈衝寬度調製(PWM)和脈衝頻率調製(PFM)。
脈衝寬度調製(PWM):Pulse Width Modulation 頻率固定,占空比改變;
脈衝頻率調製(PFM):Pulse Frequency Modulation 導通/關斷時間固定,頻率改變;

圖2 PWM/PFM控製方式的定義
占空比:
所謂占空比,就是開通的時間Ton與開關周期T的比值,Ton(開通時間) + Toff(關斷時間) = T(開關周期),占空比 D=Ton / T。通(tong)過(guo)改(gai)變(bian)占(zhan)空(kong)比(bi)並(bing)輸(shu)出(chu)很(hen)多(duo)個(ge)脈(mai)衝(chong),高(gao)頻(pin)地(di)切(qie)換(huan),利(li)用(yong)在(zai)開(kai)關(guan)接(jie)通(tong)期(qi)間(jian)存(cun)儲(chu)能(neng)量(liang),在(zai)開(kai)關(guan)切(qie)斷(duan)時(shi)提(ti)供(gong)此(ci)能(neng)量(liang)的(de)手(shou)段(duan),從(cong)而(er)實(shi)現(xian)平(ping)穩(wen)的(de)電(dian)壓(ya)。

圖3 占空比示意圖
PWM與PFM之間的優缺點:
1)脈衝寬度調製(PWM)
由於在PWM調製方式下是持續性工作的,電感也是持續充放電,因此,在PWM調製模式下,重負載時的效率較高、紋波較低、但EMI/噪聲會更大。
2)脈衝頻率調製(PFM)
由於PFM調製方式下為歇性性工作,電感也是間斷性的充放電,因此,在輕負載時效率比PWM更高、EMI/噪聲更低、但紋波較大。
總結:
其實,許多電源芯片都兼容這兩種控製模式,就是為了提高全範圍負載效率,如輕載時,芯片進入 PFM 控製模式;重載時,芯片強製進入 PWM 模式。
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