關于電壓控制辦法：PWM和PFM

針對開關穩壓器的基礎，解析電壓控制辦法。不論開關穩壓器與否，電壓穩壓器的功能為萌生穩定化的輸出電壓。為此，已在“反饋控制方式”一項中說明，非得將輸出電壓反饋至控制電路來進行環路控制。在這里，要說明的是、有關電壓控制的方式，例如該進行何種控制才能將輸入電壓調整為5V等。

開關穩壓器如名稱所示，是借著開關輸入電壓，也就是ON/OFF來轉換成所希望的輸出電壓。此結構已在“工作原理”一項中說明，簡單來說就是開關后均勻化以均衡已設定輸入電壓的輸出電壓。此輸入電壓的開關法主要有2個辦法。

?pWM控制（脈沖寬度調制）

pWM是最一般的電壓控制辦法。在恒定周期下，將開關設為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、占空比會隨必要的輸出功率而變化。

由于頻率恒定，故有可預測即將萌生的開關噪聲、濾波器解決容易等優勢。其缺點是，由于頻率恒定，重負載時和輕負載時的開關次數都相同，自我消耗電流不變，故輕負載時開關損耗是主要損耗而效率降低。

●頻率恒定依據占空比調整輸出電壓

頻率恒定，易于過濾噪聲

頻率恒定，輕負載時開關損耗效率顯著惡化

?pFM控制（脈沖頻率調制）

pFM有固定ON時間型和固定OFF時間型。以固定ON時間型為例（下圖參考），ON時間恒定OFF時間變化。換句話說，接下來一直到ON之前的時間會改變。當負載變大時，將會隨著負載增加時間內的ON次數。也就是說，重負載時頻率會變高，輕負載時頻率會變低。

其優勢是，輕負載時無需增加功率，開關頻率變低，開關次數減少，開關損耗減少，故輕負載時也可維持高效率。其缺點是，頻率會變化，開關相關噪聲不穩定且難以濾波。噪聲難消除。此外，頻率一進入可聽帶20kHz時有可能會發生聲響等對音響設備的S/N造成影響。從這個意義來說，pWM比較容易操作。

●ON（或OFF）時間設為恒定，調整OFF（或ON）時間

輕負載時會降頻率工作，故開關損耗會減少而維持效率

頻率不穩定，故噪聲濾波困難而有進入聽覺范圍的可能性

利用哪一方，非得在理解各特性后權衡，不過有些IC為了能夠利用雙方的優勢，于穩定工作時采pWM工作，于輕負載時開關成pFM來維持效率。

●pWM和pFM的效率特性示意圖

pWM輕負載時恒定周期開關，故效率低下。

pFM輕負載時會降頻率工作，故開關損耗減少而維持效率。

有些IC于穩定工作時采pWM工作，于輕負載時開關成pFM來維持效率。

關鍵要點：

?pWM（脈沖寬度調制），頻率恒定通過ON/OFF的時間比（占空比）控制。

?pFM（脈沖頻率調制），脈沖的ON（或OFF時間）恒定通過OFF時間（或ON時間）變化控制。

?理解優缺點區分使用。

?雙方控制切換使用，越來越多加入具體控制模式的IC。

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