什么是開關穩壓器

圖1 開關穩壓器功能框圖

開關穩壓器（Regulatior），就是實現穩壓，需要控制系統（負反饋），當電壓上升時通過負反饋把它降低，當電壓下降時就把它升上去，這樣形成了一個控制環路。如圖1中是脈沖寬度調制（PWM），當然還有其他如：脈沖頻率調制（PFM）、移相控制方式等。

開關穩壓器主要有兩種控制方式：脈沖寬度調制（PWM）和脈沖頻率調制（PFM）。

脈沖寬度調制（PWM）：Pulse Width Modulation 頻率固定，占空比改變；

脈沖頻率調制（PFM）：Pulse Frequency Modulation 導通/關斷時間固定，頻率改變；

圖2 PWM/PFM控制方式的定義

占空比：

所謂占空比，就是開通的時間Ton與開關周期T的比值，Ton（開通時間） + Toff（關斷時間） = T（開關周期），占空比 D=Ton / T。通過改變占空比并輸出很多個脈沖，高頻地切換，利用在開關接通期間存儲能量，在開關切斷時提供此能量的手段，從而實現平穩的電壓。

圖3 占空比示意圖

PWM與PFM之間的優缺點：

1）脈沖寬度調制（PWM）

由于在PWM調制方式下是持續性工作的，電感也是持續充放電，因此，在PWM調制模式下，重負載時的效率較高、紋波較低、但EMI/噪聲會更大。

2）脈沖頻率調制（PFM）

由于PFM調制方式下為歇性性工作，電感也是間斷性的充放電，因此，在輕負載時效率比PWM更高、EMI/噪聲更低、但紋波較大。

總結：

其實，許多電源芯片都兼容這兩種控制模式，就是為了提高全范圍負載效率，如輕載時，芯片進入 PFM 控制模式；重載時，芯片強制進入 PWM 模式。