PWM,即脉冲宽度调制,是一种非常常见的开关电源工作模式。它的核心特点是开关频率固定,而占空比(即开关导通时间与整个周期的比例)可以根据负载需求进行调整。
在PWM模式下,电源的开关管以固定的频率进行开关操作,电感不断进行充电和放电。这种模式的优点是控制简单,输出电压稳定,适合中高负载电流的场景。然而,当负载电流较小时,PWM模式的开关损耗会变得比较明显,导致效率降低。
PFM,即脉冲频率调制,是一种专为低功耗场景设计的工作模式。与PWM不同,PFM的开关频率是变化的,开关周期也会根据负载电流的大小进行调整
图2:PFM模式波形
PWM和PFM模式在实际应用中有着明显的差异。以下是一些关键点:
由于PWM模式下开关管连续工作,电感不断充放电,因此输出电压纹波相对较小。而PFM模式下,开关管间歇性工作,电感充放电不连续,导致输出电压纹波较大。
在PWM模式下,开关节点的电压波形是连续的开关信号。而在PFM模式下,开关节点的电压波形是间歇性的,当负载电流较小时,开关管可能长时间不导通。
PWM模式下,电感的充放电波形是连续的,而PFM模式下,电感的充放电是间歇性的。这种间歇性的充放电方式可以有效降低开关损耗。
通过观察电源的波形,我们可以轻松判断电源是工作在PWM模式还是PFM模式。
输出电压纹波:PFM模式的纹波明显大于PWM模式。
开关节点波形:PWM模式下开关节点连续开关,PFM模式下开关节点间歇性开关。
电感充放电波形:PWM模式下电感连续充放电,PFM模式下电感间歇性充放电。
图4:PWM与PFM波形测试结果
PWM和PFM模式各有优缺点。PWM模式适合中高负载电流场景,控制简单,输出稳定;而PFM模式则更适合低负载电流场景,能够有效降低开关损耗,提高电源效率。在实际应用中,根据负载电流的大小和设备的需求,合理选择工作模式,可以显著提升电源的性能和效率。
希望这篇文章能帮助你更好地理解开关电源的PWM与PFM模式。如果你觉得有帮助,别忘了点赞、分享和在看哦!让我们一起探索更多电子技术的奥秘。
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