當(dāng)開關(guān)模式電源中省略脈沖時(shí)

即使是具有固定開關(guān)頻率的開關(guān)模式電源也不會(huì) 始終顯示持續(xù)的脈搏模式。在某些情況下，脈沖 由于各種原因省略。這對(duì)于輸出紋波很重要 電壓和電磁干擾效應(yīng)。

用于電壓轉(zhuǎn)換的開關(guān)穩(wěn)壓器通常以可調(diào)或固定的開關(guān)頻率工作。此值通常在第一頁上說明 開關(guān)穩(wěn)壓器IC的數(shù)據(jù)手冊。對(duì)于電源電路， 選擇開關(guān)頻率很重要，因?yàn)?外部無源元件受其影響?？蓪?shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)換效率也受開關(guān)頻率的影響。對(duì)于整體電子 電路——即不僅是電源轉(zhuǎn)換器，還包括 系統(tǒng)—所選開關(guān)頻率也很重要。切換 頻率通常選擇在整個(gè)系統(tǒng)的頻率范圍內(nèi) 最不被打擾的。電源的開關(guān)頻率通常是耦合的 通過電容和電感耦合到電氣的許多部分 由于對(duì)印刷電路板的寄生效應(yīng)引起的電路。

正確選擇開關(guān)頻率后，電路設(shè)計(jì)人員往往在 當(dāng)他們評(píng)估實(shí)際電路時(shí)，這是一個(gè)很大的驚喜。設(shè)計(jì)的電路經(jīng)常 在選定的開關(guān)頻率下未按預(yù)期切換。有兩個(gè) 常見的原因。

突發(fā)模式

許多應(yīng)用需要非常高的轉(zhuǎn)換效率，即使輸出很低 負(fù)荷。如果所需的輸出功率僅為幾mW，則 開關(guān)穩(wěn)壓器本身的權(quán)重嚴(yán)重不成比例。這尤其 如果效率以百分比表示，則為 true。提高效率 在這些情況下，開關(guān)穩(wěn)壓器IC通常配備特殊的 突發(fā)模式。圖1顯示了開關(guān)穩(wěn)壓器隨時(shí)間變化的電壓 突發(fā)模式。切換節(jié)點(diǎn)切換一次，然后切換到較長的暫停階段。在此暫停階段，切換的眾多功能 穩(wěn)壓器IC進(jìn)入休眠模式，在該模式下，只有非常低的電源量 需要能源。開關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓、電感電流和輸出 電壓如圖1所示。?

圖1.開關(guān)模式電源中的突發(fā)模式概念。

在突發(fā)模式下工作期間，輸出電壓的電壓紋波較高。 它的頻率遠(yuǎn)低于正常工作時(shí)設(shè)置的電壓紋波 開關(guān)頻率。取決于電壓轉(zhuǎn)換器 IC 和電路 條件，在突發(fā)階段的操作以非常小的 脈沖數(shù) — 例如，一個(gè)脈沖或具有大量脈沖。 通常，根據(jù)需要產(chǎn)生任意數(shù)量的脈沖，直到輸出電壓 達(dá)到設(shè)定的上限閾值。隨后是暫停，直到 輸出電壓降至最小閾值以下。在這里，切換仍然發(fā)生 在脈沖期間選擇開關(guān)頻率，但要低得多 由突發(fā)相位和暫停階段定義的頻率也出現(xiàn)在 頻譜。

圖2.利用LTspice模擬突發(fā)模式下的LT8620降壓型開關(guān)穩(wěn)壓器。?

脈沖跳躍模式

另一種模式是脈沖跳躍模式。它可以在許多不同的中找到 電源轉(zhuǎn)換器的類型。在許多拓?fù)湓O(shè)計(jì)中，每次都有一個(gè)脈沖 在開關(guān)節(jié)點(diǎn)上，基于正常最小值的一定量的能量 導(dǎo)通時(shí)間從電源轉(zhuǎn)換器的輸入側(cè)移動(dòng)到輸出側(cè)。 但是，如果此時(shí)不需要能量或只需要少量 負(fù)載，輸出電壓上升。跳過某些脈沖以防止輸出 電壓上升過多。這里也是輸出電壓的電壓紋波 增加。脈沖跳躍模式通常通過過壓激活 反饋節(jié)點(diǎn)上的比較器。例如，如果每一秒脈沖都被遺漏， 對(duì)應(yīng)于設(shè)定開關(guān)頻率一半的開關(guān)頻率將 在光譜中可見（FFT 表示）。

圖3.處于脈沖跳躍模式的 LT3573 具有一個(gè)低負(fù)載。

與突發(fā)模式相比，脈沖跳躍模式僅涉及保持 輸出電壓在一定范圍內(nèi)，不會(huì)節(jié)省任何顯著量 的能量。因此，轉(zhuǎn)換效率僅略有提高。

因此，如果開關(guān)穩(wěn)壓器以不同的開關(guān)頻率開關(guān) 比一組，可能是因?yàn)殡娐诽幱谕话l(fā)模式或脈沖 跳過模式。

但是，發(fā)生不連續(xù)性可能還有其他原因 開關(guān)節(jié)點(diǎn)上的脈沖。其中包括一般控制回路不穩(wěn)定， 達(dá)到現(xiàn)有電流限值，發(fā)熱超過熱關(guān)斷限值，以及 更多。

結(jié)論

開關(guān)模式電源可能以脈沖形式運(yùn)行，與預(yù)期的開關(guān)頻率不同。這通常發(fā)生在低負(fù)載條件下。了解 此行為背后的機(jī)制在評(píng)估開關(guān)模式功率時(shí)很有幫助 電源電路。然后，設(shè)計(jì)人員可以自信地推斷出電源是 確實(shí)運(yùn)行可靠。

審核編輯：郭婷