DC-DC有哪些调制模式

一、PWM调制方式

1、PWM调制的特点
PWM调制的特点为调制过程中整个DC-DC芯片工作频率不变，也就是功率MOSFET的开关频率恒定，这种调制方式通过调节控制功率开关管导通与关闭状态的脉冲信号的占空比，进而调节储存在电感上能量的多少。这种调制方式在重负载情况下工作效率很高，在当今的开关电源转换器领域应用及其广泛。
2、PWM调制方式的工作原理
通过检测电路对输出电压进行检测，将检测得到的反馈电压加到误差放大器的反相输入端，选择合适的基准电压作为误差放大器的同相输入信号，反馈电压与基准电压经过误差放大器作用后，输出直流误差电压VEA，这个电压与振荡器模块输出的固定频率的锯齿波信号通过PWM比较器进行比较，从而调节脉冲信号占空比的大小。当反馈电压低于负载需求时，经过上述过程，PWM调制会使功率开关管导通时间延长，即脉冲信号占空比增大，进而增加电感储能，提高输出电压；当反馈电压高于负载需求时，通过PWM调制会使功率开关管导通时间减短，即脉冲信号占空比减小，进而减小电感储能，减小输出电压。
3、PWM调制方式的优点
PWM调制方式的优点主要为控制电路设计简单；重载时效率较高；相对于PFM调制纹波小；频率固定；产生的噪声频率一定，比较容易滤除，对电子系统其他模块电磁干扰较小；线性度高等。
4、PWM调制方式的缺点
PWM调制方式的缺点主要是功耗较高，因此在轻载时效率较低，同时在电流模式工作方式时，轻载时很难达到低占空比。

二、PFM调制方式

1、​​​​​​​PFM调制的特点
PFM调制的特点是在调制过程中保证功率开关管的导通时间固定不变，通过改变功率开关管的截止时间，即通过调节脉冲信号的频率来确保输出电压稳定。多应用于非连续工作模式。这种调制使每个周期中功率开关管导通时间固定不变，从而也就使电感在每个周期储存能量相同，通过调节功率开关管的截止时间，也就是控制电感电流为零的时间段的长短，进而控制输出电容为负载供电时间。
2、​​​​​​​PFM调制方式的工作原理
通过检测电路对输出电压进行检测，将检测得到的反馈电压输入到误差放大器的反相输入端，选择合适的基准电压作为误差放大器的同相输入信号，反馈电压与基准电压的差值经过误差放大器放大后输出的直流误差电压作为频率可以改变的控制器的输入信号，进而调节整个芯片的开关频率。当反馈电压低于负载需求时，经过上述过程，PFM调制会使功率开关管截止时间减短，即减短电感电流为零的时间段，加快开关频率使能量得到及时补充，进而稳定输出电压；当反馈电压高于负载需求时，通过PFM调制会使功率开关管截止时间延长，即延长电感电流为零的时间段，减缓开关频率，增加输出电容放电时间，进而稳定输出电压。
3、PFM调制方式优点
PFM调制方式优点主要是轻负载时效率较高；功耗相比于PWM调制模式比较小；对输出电压调节范围大；电流模式工作下，轻载时占空比不受限。
4、PFM调制方式的缺点
PFM调制方式的缺点主要为负载电压的变化直接导致开关频率的变化，所以控制功率开关管的脉冲信号规律性较弱；输出纹波比PWM调制模式大；由于频率不固定，对电子产品其他模块可能产生电磁干扰，对外部电感要求也较高；产生噪声不好确定，难以滤除。

三、PWM-PFM混合调制方式

1、PWM-PFM混合调制的特点
PWM-PFM混合调制的特点为即可以通过固定脉冲信号频率，改变其占空比来稳定输出电压，也可以通过固定功率开关管导通时间，改变脉冲信号频率，进而稳定输出电压。
2、PWM-PFM混合调制的工作原理
这种调制方式有效利用了PWM调制与PFM调制方式各自的优点。当重载输出时环路采用PWM调制工作方式，轻载输出时环路采用PFM调制工作方式，由于重载时PWM调制方式效率较高，而轻载时PFM调制方式效率较高，则在整个负载范围内可以确保芯片高效率转换。这种方式多应用于宽负载输出范围。 PWM-PFM混合调制综合了两种调制方式，工作中常需要PWM调制与PFM调制方式相互自动切换，因此切换过程中存在一些不稳定因素，也会产生一些难以预测的噪声，同时由于融合了两种调制方式，控制电路设计起来也较为复杂。

DC-DC电源转换器系统是闭环工作的，具有自我调节与修正功能，因此需要对输出信号进行采样，然后经过反馈环路来调节储能元件（电感、电容）上存储能量的多少，进而稳定输出电压或者电流。反馈环路所采集的反馈信号的差异构成了不同工作模式的电源转换器，一般分为电压模式，峰值电流模式，平均电流模式。

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