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為特定應(yīng)用合適的穩(wěn)壓器：主要的穩(wěn)壓器控制方式
在本系列文章的部分中，我們首先介紹其它常用的穩(wěn)壓器控制方式，并介紹每種方式在應(yīng)用上的優(yōu)勢(shì)。除上文討論的VM和CM PWM控制方式外，現(xiàn)代穩(wěn)壓器采用的主要控制方式還有：脈沖頻率調(diào)制(PFM)控制、磁滯控制以及恒定導(dǎo)通時(shí)間 (COT)控制。然后，我們簡(jiǎn)短討論一下其它控制方式，例如SKIP（跳脈沖）。
盡管在此討論也許還稍微有點(diǎn)兒早，但還是希望讀者知道，在隨后的第三部分，我們將提供基本的公式，幫助設(shè)計(jì)時(shí)選擇適合具體應(yīng)用的穩(wěn)壓器，以及對(duì)外圍元件進(jìn)行優(yōu)化。
PFM轉(zhuǎn)換器具有較高的總體效率
PFM轉(zhuǎn)換器1是另外一種DC-DC架構(gòu)。該控制方式隨負(fù)載改變轉(zhuǎn)換器的頻率，因此這種架構(gòu)被稱(chēng)為PFM。相對(duì)于PWM轉(zhuǎn)換器，PFM轉(zhuǎn)換器在輕載時(shí)的效率高得多，所以許多便攜式應(yīng)用利用PFM模式延長(zhǎng)壽命。
電磁干擾(EMI)是選擇PWM和PFM轉(zhuǎn)換器時(shí)的一項(xiàng)重要考慮因素。PWM模式下，開(kāi)關(guān)頻率固定，所以轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)引起的EMI是可預(yù)測(cè)的、恒定的，并且許多情況下可濾除。許多PWM轉(zhuǎn)換器也提供外部頻率同步輸入，幫助緩解與應(yīng)用電路板上常見(jiàn)的其它重要信號(hào)頻率之間的沖突。如果某個(gè)應(yīng)用要求多個(gè)電壓，所有開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器可鎖定在相同的頻率。該方法消除了多個(gè)轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)頻率不同并且相位未嚴(yán)格同步時(shí)固有的差頻。與PWM結(jié)構(gòu)不同，PFM方法的開(kāi)關(guān)頻率可變，很難對(duì)其產(chǎn)生的EMI進(jìn)行控制。因此，PFM模式可能不是對(duì)電源敏感的音頻或射頻低噪聲電路的選擇。然而，如果必須在整個(gè)較寬輸出負(fù)載范圍內(nèi)優(yōu)化效率，PFM可能是很好的選擇。
后，值得注意的是，許多轉(zhuǎn)換器都可以選擇在PFM或PWM模式下工作；邏輯控制模式引腳或內(nèi)部電路根據(jù)負(fù)載電流自動(dòng)在這兩種模式之間切換。
PFM控制器的工作原理
在升壓型PFM控制1方式中，兩個(gè)單觸發(fā)電路根據(jù)DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出負(fù)載電流進(jìn)行工作。PFM基于兩個(gè)開(kāi)關(guān)時(shí)間(大導(dǎo)通時(shí)間和小關(guān)斷時(shí)間)和兩個(gè)控制環(huán)路(電壓調(diào)節(jié)環(huán)路和大峰值電流、關(guān)斷時(shí)間環(huán)路)。PFM的特征還包括可變頻率控制脈沖?？刂破髦械膬蓚€(gè)單觸發(fā)電路定義TON (大導(dǎo)通時(shí)間)和TOFF (小關(guān)斷時(shí)間)。Ton單觸發(fā)電路激活第二個(gè)單觸發(fā)電路TOFF。只要電壓環(huán)路的比較器檢測(cè)到VOUT超出穩(wěn)壓范圍，則激活TON單觸發(fā)電路。脈沖時(shí)間為固定為其大值。如果大峰值電流環(huán)路檢測(cè)到超過(guò)電流限值，則可縮短該脈沖時(shí)間，如圖1所示。PFM控制器的靜態(tài)電流(IQ)補(bǔ)償被限制為偏置基準(zhǔn)以及誤差比較器所需的電流(10s，μ*)。形成鮮明對(duì)比的是，PWM控制器中的內(nèi)部振蕩器必須連續(xù)打開(kāi)，這造成幾個(gè)毫安的耗流。