buck變換器工作模式是什么_buck變換器輕載時三種工作模式詳解

buck變換器輕載時有三種工作模式：跳脈沖模式、突發(fā)工作模式、強迫連續(xù)模式。下文將對這三種工作模式進行詳細介紹。

1、跳脈沖模式

對于恒定頻率的常規(guī)Buck控制器，通常其電感電流iL工作于連續(xù)電流模式（CCM），電感的平均電流IL即為輸出的負載電流iload。當iload降低時，IL也將降低；當iload降低到一定值時，變換器進入臨界電流模式。此時，若iload進一步降低，iL回到零后，開關周期還沒有結束，在iL=0處保持一段時間后，開關周期才結束，進入下一個開關周期，此時變換器為完全的非連續(xù)電流模式（DCM）。變換器進入DCM模式后，若iload仍然進一步降低，此時為了維持輸出電壓的調節(jié)，高端開關管的開通時間將減小，直到達到控制器的最小導通時間tonmin，當達到tonmin后，若iload仍然在降低，控制器就必須屏蔽掉即跳掉一些開關脈沖，以維持輸出電壓的調節(jié)。這種控制方法即為跳脈沖模式。跳脈沖模式可在最寬的輸入電流范圍內提供恒定頻率的不連續(xù)電流操作，防止iL反向。

由于控制器允許調節(jié)器跳掉一些不需要的脈沖，相比于連續(xù)模式操作，提高了輕載的效率，但其輕載的工作效率比突發(fā)模式的低，其輕載的輸出紋波亦不如連續(xù)模式操作。跳脈沖模式的確提供了一種工作效率和噪聲的折衷方案。

2、突發(fā)工作模式

圖1示出Buck突發(fā)模式的原理圖。突發(fā)工作模式比較器A2通過檢測UITH的電壓來檢測輸出負載的變化。正常工作時，UITH》UB-UH/2（UH為A2的滯回電壓），A2輸出為低電壓，系統(tǒng)不會進入突發(fā)工作模式。當輸出負載降低時，輸出電壓uo將會提高，輸出電壓反饋腳的電壓UFB也相應提高。

圖1突發(fā)模式原理圖

此時，由于電壓誤差放大器A1為負反饋，因此UITH將隨之降低，但仍高于UB-UH/2，突發(fā)工作模式比較器的輸出仍然為低電壓，系統(tǒng)仍然不會進入突發(fā)工作模式。當輸出負載降低到一定的值時，UITH將低于UB-UH/2，A2輸出將從低電壓翻轉變?yōu)楦唠妷海?a href="http://ttokpm.com/soft/data/4-10/" target="_blank">控制電路將使高端MOSFET的輸出驅動為低電平，高端MOSFET關斷并停止開關操作，此時輸入不再向輸出端傳輸能量，輸出的大電容Co將維持低的輸出負載，因此uo逐漸降低，UFB也相應地降低，此時UITH隨之提高，但仍低于UB+UH/2，突發(fā)工作模式比較器仍然輸出為高電壓，高端MOSFET仍然關斷。

隨著uo的進一步降低，UFB也相應地繼續(xù)降低，UITH隨之繼續(xù)提高。經過一段長時間后，UITH將高于UB+UH/2，A2輸出將從高電壓翻轉變?yōu)榈碗妷海叨薓OSFET的驅動輸出屏蔽被釋放，系統(tǒng)進入正常的PWM操作，高端MOSFET進入開關操作。由于輸入的能量大于輸出負載所消耗的能量，因此uo將隨之提高。當uo提高到一定值時，A2輸出將又一次翻轉，從低電壓變?yōu)楦唠妷?，如此反復。這種工作模式即為突發(fā)工作模式。

突發(fā)模式通過使用滯洄比較器控制高端開關管工作的時間很短，停止工作的時間很長，因此極大地降低了開關損耗，提高了系統(tǒng)的效率。另一方面由于高端開關管停止工作的時間很長，在此期間，輸出電容Co將維持輸出負載的能量，Co的電壓uCo降低的值較大，因此Co的紋波電壓uCo也大，這意味著輸出紋波電壓uo大。遲滯比較器的上下門限電壓決定了uo值。