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【图文详解】脉宽调制与脉冲频次调制-KIA MOS管

信息来历:本站 日期:2022-06-20 

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【图文详解】脉宽调制与脉冲频次调制-KIA MOS管


脉宽调制与脉冲频次调制

界说:


PWM转换器

PWM = 脉宽调制

一种转换器架构:牢固频次振荡

驱动旌旗灯号:恒定频次, 具备可变的占空比(功率FET导通时辰与总开关周期之比)


PFM转换器

PFM = 脉冲频次调制

接纳了一个可变频次时钟

PFM转换器实例:“恒定导通时辰”或“恒定关断时辰”节制DC-DC转换器。


脉宽调制 脉冲频次调制 PWM PFM


PWM节制架构

脉宽调制 脉冲频次调制 PWM PFM


PWM节制的优错误谬误:

长处:

中等和重负载前提下可完成杰出的效力

开关频次由PWM斜坡旌旗灯号频次设定


错误谬误:

效力在轻负载前提下明显降落,由于开关频次牢固致使了开关耗损在轻载时效力不高疾速瞬态呼应和高不变性须要凭仗上佳的弥补收集设想。


PWM形式与PFM形式

在轻负载时,PWM转换器能主动切换至一种“低功耗”形式以最大限制地削减电池电流耗损,该形式偶然被称为“PFM”- 但现实上是一个间歇式地接通和关断的牢固频次(PWM)转换器。


脉宽调制 脉冲频次调制 PWM PFM


按照左侧和右侧的波形咱们能够看到,左侧的是典范的PWM形式,右侧的图是在轻载或时的PWM腾跃形式的波形,腾跃形式中的PWM的频次降落,以是开关耗损削减了。


若是咱们从输入电压纹波来看的话,纹波是变大了,由于它这类形式下已不是每一个周期都调剂PWM,而是反应旌旗灯号到了窗口比拟器的上限或上限的时辰才做出调剂。


转换器效力与耗损

“耗损”= 任何从输入接收而未传递至输入的能量

脉宽调制 脉冲频次调制 PWM PFM


耗损的构成局部:

MOSFET:开关耗损、栅极驱动器耗损、传导耗损。

无源组件:电感上的绕组和磁芯耗损、阻性耗损、电容器ESR耗损。

转换器IC:外部基准、振荡器电路、栅极驱动电路耗损。


转换器IC耗损:

脉宽调制 脉冲频次调制 PWM PFM


在轻负载时,无源组件和FET耗损明显降落,IC外部电流受振荡器的安排,某个牢固频次上,IC任务电流不会随负载而减小。


IC的任务电流会影响轻负载效力,假设负载电流约为1mA,则IC的外部电流在4mA摆布,这时候候“最好环境”也只要效力<20%。若是负载电流约为200 mA,则IC的外部电流为4mA摆布,这时候候“最好环境”效力> 90%。


省电形式PFM与强迫PWM形式的对照

脉宽调制 脉冲频次调制 PWM PFM


为了进步全规模负载的效力,轻载时,芯片进入PFM节制形式;重载时,芯片强迫进入PWM形式。


多种省电形式

所谓的疾速PFM和轻PFM,它们是按照输入的负载电流而定的,当咱们设定好电流的阀值门坎的话,电路就能够天然地切换。疾速PFM的效力高于PWM,但低于轻PFM(LPFM),须要衡量折中,以下图:为两种形式的输入电流和效力之间的干系图。

脉宽调制 脉冲频次调制 PWM PFM

论断

上风

在轻负载前提下可完成更好的效力

无需弥补器

易于完成: 许可利用多种电感器


可变频次架构能够存在一些题目:

EMI 频谱漫衍在一切的频次上,能够很难滤除

可听噪声(对f<20 kHz )


与EMI有关的题目偶然能够获得减缓:

EMI 由疾速dv/dt和di/dt引发

在高功率 前提下接纳牢固频次PWM .

在省电形式中接纳可变频次, 总输入功率级别很是低。

EMI能够不是题目

须要时可将转换器设定至“强迫PWM”形式



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