表面贴装技术(SMT)Oscillator--OSC电源放置于负载端(point-of-load,POL)11..PWM脉冲宽度调制(PWM)是指工作频率恒定的情况下(即工作周期不变),通过改变功率开关管导通时间或截止时间来改变占空比,通过占空比的调整来使输出电压稳定。基本实现方法是由内部振荡器产生一个频率恒定的锯齿波,与一个参考电压比较,输出方波,用于控制调整管。通过控制参考电压的大小,就可以调整输出方波的占空比。PWMDC-DC转换器又可以分为电压模式PWM、峰值电流模式PWM、平均电流模式PWM、滞环电流模式PWM、相加模式PWM(SummingModeControlPWM)。PWM典型的电压控制模式PWM降压DC-DC转换器系统示于图1。控制回路包括由Rf1和Rf2组成的输出电压反馈网络、误差放大器、PWM比较器(又称PWM调制器)、振荡器等子电路。图中Vref是由带隙基准源提供的基准电压,???荡器提供斜坡输入信号Vramp,它的频率等于开关频率fs,在各个开关周期Ts期间Vramp从0V开始线性上升至最大值。OSCRAMPVrampVrefVfbVeaPWMComparatorVswitchLxVinCLRf1Rf2VoutErrorAmp1PWM电压模式PWM控制采用电压反馈,控制原理比较简单,具体工作原理分析如下:输出电压Vout经过Rf1和Rf2分压送到误差放大器(ErrorAmp)的反相端,由误差放大器对其差值进行比较放大,产生误差信号Vea;再由PWM比较器将Vea与振荡器(OSC)产生的三角波Vramp进行比较,最终产生占空比可变的方波Vswitch以控制功率管的导通和截止。具体的反馈过程可根据图2.5进行分析,Vout升高时,Vea会降低,这样占空比就会变小,导致Vout下降;反之,如果Vout降低,Vea会升高,这样占空比就会变大,导致Vout升高。通过这样的负反馈,可以得到稳定的输出电压Vout值:VeaVrampVswitch2根据上面的分析可以看出,电压模式控制中,输出电压Vout是唯一的反馈量,因此是一个单反馈返姆蠢∠低?结构比较简单。PWM目前常用的电流模式控制方式主要有峰值电流模式和平均电流模式,本文研究对象是峰值电流模式的PWMDC-DC转换器。峰值电流模式PWMDC-DC转换器原理图如图3:VrefVfbVeaIsenseComparatorVswitchLxVinCLR1R2VoutErrorAmpR3RSPULSEOSCRAMPV33PWMDC-DC工作原理分析如下:Vout经过R1和R2分压送到ErrorAmp(误差放大器)的反相端,产生控制电压Vc,电感上的电流经过R3和Isense放大器,产生Vsens,每个周期一开始,RS触发器首先置位为高电平,功率管导通,电感电流开始上升,V3如果大于Vsens,比较器输出低电平,SR触发器保持高电平不变,一旦V3小于Vsens,比较器将输出高电平,同时SR触发器将复位,输出低电平,功率管将关断,因此占空比的控制是通过Vc和Vsens一起来完成的。整个系统实际上有两个控制环路,一个是Vout-V3-Vswitch-Vout,这是个电压环路,另一个是iL-Vsens-Vswitch-iL(iL是电感电流),这是个电流环路。图中补偿斜波和误差放大器中的补偿网络是用来保证系统工作的稳定性。22..PFM脉冲频率调制(PFM),在占空比一定的情况下,通过调整脉冲频率,即改变振荡器的工作频率来调整开关管的开关频率。PFM控制的一个工作周期一般分为三个阶段:电感电流上升、电感电流下降、电感电流保持为0,实现时分为两种机制:第一种是电感电流上升和下降阶段的频率和占空比保持固定,当负载变轻时,电感电流为0的"idle"阶段时间变长,系统工作频率变小,反之变大,通过频率的调整来逐步稳定输出。第二种机制是"one-shot"控制,利用单稳态触发器代替振荡器,系统工作于非"idle"周期时,单稳态触发器和电流检测电路共同形成占空比信号控制开关管的导通关断,系统输出来控制何时进入"idle"周期[14]。PFM控制方法包括时钟模式PFM(ClockedPFM)、跳周期PFM(SkippingCycles)、限流模式PFM(CurrentLimitedPFM)等。3.PWMPWM的特点是大负载时效率高,对负载变化跟随比较好,而且噪声频谱恒定,有利于电磁兼容设计;缺点是当负载比较小时,控制电路的工作电流占总工作电流的比例上升,导致效率降低,静态功耗增加;PFM在负载比较小时效率比较高。缺点时工作频率随时在变化,对其他设备干扰较大。PWM模式的DC-DC转换器可以在全负载内获得较高的转换效率,稳压器的许多功率损耗是与负载电流无关的,因此在轻载时,这部分损耗对于整个的