什么是電壓控制方法PWM和PFM？你知道嗎？

什么是PWM和PFM?它有什么區(qū)別?針對(duì)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的基礎(chǔ)，介紹電壓控制方法。不論開(kāi)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。為此，已在“反饋控制方式”一項(xiàng)中說(shuō)明，必須將輸出電壓反饋至控制電路來(lái)進(jìn)行環(huán)路控制。在這里，要說(shuō)明的是、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。

開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器如名稱(chēng)所示，是借著開(kāi)關(guān)輸入電壓，也就是ON/OFF來(lái)轉(zhuǎn)換成所希望的輸出電壓。此結(jié)構(gòu)已在“工作原理”一項(xiàng)中說(shuō)明，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是開(kāi)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(kāi)關(guān)法主要有2個(gè)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(kāi)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(kāi)關(guān)噪聲、濾波器處理容易等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是，由于頻率恒定，重負(fù)載時(shí)和輕負(fù)載時(shí)的開(kāi)關(guān)次數(shù)都相同，自我消耗電流不變，故輕負(fù)載時(shí)開(kāi)關(guān)損耗是主要損耗而效率降低。

●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(kāi)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(kāi)關(guān)頻率變低，開(kāi)關(guān)次數(shù)減少，開(kāi)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(kāi)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(tīng)?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。

●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(kāi)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(tīng)覺(jué)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(kāi)關(guān)成PFM來(lái)維持效率。

●PWM和PFM的效率特性示意圖

PWM輕負(fù)載時(shí)恒定周期開(kāi)關(guān)，故效率低下。

PFM輕負(fù)載時(shí)會(huì)降頻率工作，故開(kāi)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(kāi)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。以上就是PWM和PFM解析，希望能給大家?guī)椭?