开关电源三种控制技术全面解析

开关电源的控制技术重要有三种：(1)脉冲宽度调制(pWM);(2)脉冲频率调制(pFM);(3)脉冲宽度频率调制(pWM-pFM).

pWM：(pulsewidthmodulation)脉冲宽度调制

脉宽调制pWM是开关型稳压电源中的术语。这是按稳压的控制方式分类的，除了pWM型，还有pFM型和pWM、pFM混合型。脉宽宽度调制式(pWM)开关型稳压电路是在控制电路输出频率不变的情况下，通过电压反馈调整其占空比，从而达到稳定输出电压的目的。

pFM：(pulsefrequencymodulation)脉冲频率调制

一种脉冲调制技术，调制信号的频率随输入信号幅值而变化，其占空比不变。由于调制信号通常为频率变化的方波信号，因此，pFM也叫做方波FMpWM是频率的宽和窄的变化,pFM是频率的有和无的变化,pWM是利用波脉冲宽度控制输出,pFM是利用脉冲的有无控制输出.

其中pWM是目前应用在开关电源中最为广泛的一种控制方式，它的特点是噪音低、满负载时效率高且能工作在持续导电模式，现在市场上有多款性能好、价格低的pWM集成芯片，如UCl842/2842/3842、TDAl6846、TL494、SGl525/2525/3525等;pFM具有静态功耗小的优点，但它没有限流的功能也不能工作于持续导电方式，具有pFM功能的集成芯片有MAX641、TL497等;pWM-pFM兼有pWM和pFM的优点。

DC/DC变换器是通过与内部频率同步开关进行升压或降压，通过变化开关次数进行控制，从而得到与设定电压相同的输出电压。pFM控制时，当输出电压达到在设定电压以上时即会停止开关，在下降到设定电压前，DC/DC变换器不会进行任何操作。但假如输出电压下降到设定电压以下，DC/DC变换器会再次开始开关，使输出电压达到设定电压。pWM控制也是与频率同步进行开关，但是它会在达到升压设定值时，尽量减少流入线圈的电流，调整升压使其与设定电压保持一致。

与pWM相比，pFM的输出电流小，但是因pFM控制的DC/DC变换器在达到设定电压以上时就会停止动作，所以消耗的电流就会变得很小。因此，消耗电流的减少可改进低负荷时的效率。pWM在低负荷时虽然效率较逊色，但是因其纹波电压小，且开关频率固定，所以杂讯滤波器设计比较容易，消除杂讯也较简单。

若需同时具备pFM与pWM的优点的话，可选择pWM/pFM切换控制式DC/DC变换器。此功能是在重负荷时由pWM控制，低负荷时自动切换到pFM控制，即在一款产品中同时具备pWM的优点与pFM的优点。在备有待机模式的系统中，采用pFM/pWM切换控制的产品能得到较高效率。

就DC-DC变换器而言目前业界pFM只有Singlephase，且以RippleMode的模式来实现，故需求输出端的Ripple较大。没有负向电感电流，故可提高轻载效率。由於是看输出Ripple，所以Transient很好，在做Dynamic的时候没有under-shoot。pWM有Singlephase&Multi-phase，多以VoltageModeorCurrentMode来实现，对输出Ripple没有要求，轻载时存在电感负向电流，故轻载效率较差，Compensation较Ripple相比较慢。将pWM于pFM结合使用，当侦测到电感负电流的时候，变出现pulseSkipping，而不再受内部Clock控制。此时，controllerwillturnoffbothh-mos&l-mos，Coss&L会出现阻尼振荡。

每位工程师接触的领域不相同，可能有的领域是用pFM比较多，有的是用pWM比较多，但从整个电源行业来说,相信目前还是pWM用的多.上世纪80年代至今，pWM开始了在电源变换领域的“王朝统治"地位,因为每种方式都有缺点和优点.关键还是看是否适合客户要吧在论坛看到一位网友是这样写的，我觉得写的比较形象，他说假如把pFM与pWM的电源用车来比较的话,用pFM的=奔驰,用pWM的=大众。

pFM相比较pWM重要优点在于效率

1、关于外围电路相同的pFM和pWM而言,其峰值效率pFM与pWM相当,但在峰值效率以前,pFM的效率远远高于pWM的效率,这是pFM的重要优势.

2、pWM由于误差放大器的影响，回路增益及响应速度受到限制，pFM具有较快的响应速度

pFM相比较pWM重要缺点在于滤波困难

1、滤波困难(谐波频谱太宽)。

2、峰值效率以前,pFM的频率低于pWM的频率,会造成输出纹波比pWM偏大。

3、pFM控制相比pWM控制IC价格要贵。

pFM之所以应用没有pWM多最重要的一个原因就是另外一个原因就是pWM的巨大优点了：控制方法实现起来容易，pFM控制方法实现起来不太容易。