在開關模式電源中,當脈衝被忽略時...
發布時間:2022-08-29 來源:ADI 責任編輯:wenwei
【導讀】即(ji)使(shi)是(shi)具(ju)有(you)固(gu)定(ding)開(kai)關(guan)頻(pin)率(lv)的(de)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan),也(ye)並(bing)非(fei)總(zong)是(shi)顯(xian)示(shi)連(lian)續(xu)的(de)脈(mai)衝(chong)。在(zai)某(mou)些(xie)情(qing)況(kuang)下(xia),由(you)於(yu)各(ge)種(zhong)原(yuan)因(yin),脈(mai)衝(chong)會(hui)被(bei)忽(hu)略(lve)。在(zai)考(kao)慮(lv)輸(shu)出(chu)紋(wen)波(bo)電(dian)壓(ya)和(he)EMI效應時,這一點非常重要。
用於電壓轉換的開關穩壓器通常采用可調的或固定的開關頻率,這個值通常在開關穩壓器ICshujushoucedediyiyeliechu。duiyudianyuandianlulaishuo,kaiguanpinlvdexuanzeshihenzhongyaode,yinweitahuiyingxiangdaowaibuwuyuanqijiandechicunhechengben。ciwai,kaiguanpinlvhaihuiyingxiangkeshixiandezhuanhuanxiaolv。duiyuzhenggedianlu(不僅是功率轉換器,還包括係統中的其他電路部分),開(kai)關(guan)頻(pin)率(lv)的(de)選(xuan)擇(ze)也(ye)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)。我(wo)們(men)通(tong)常(chang)在(zai)整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)受(shou)幹(gan)擾(rao)最(zui)小(xiao)的(de)頻(pin)率(lv)範(fan)圍(wei)內(nei)選(xuan)擇(ze)開(kai)關(guan)頻(pin)率(lv)。受(shou)印(yin)刷(shua)電(dian)路(lu)板(ban)的(de)寄(ji)生(sheng)效(xiao)應(ying)影(ying)響(xiang),電(dian)源(yuan)的(de)開(kai)關(guan)頻(pin)率(lv)通(tong)常(chang)通(tong)過(guo)電(dian)容(rong)和(he)電(dian)感(gan)耦(ou)合(he)方(fang)式(shi)與(yu)電(dian)路(lu)的(de)許(xu)多(duo)部(bu)分(fen)耦(ou)合(he)。
在(zai)選(xuan)擇(ze)了(le)正(zheng)確(que)的(de)開(kai)關(guan)頻(pin)率(lv)之(zhi)後(hou),電(dian)路(lu)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)在(zai)評(ping)估(gu)實(shi)際(ji)電(dian)路(lu)時(shi),往(wang)往(wang)會(hui)得(de)出(chu)令(ling)人(ren)驚(jing)訝(ya)的(de)結(jie)果(guo)。在(zai)選(xuan)定(ding)的(de)開(kai)關(guan)頻(pin)率(lv)下(xia),所(suo)設(she)計(ji)的(de)電(dian)路(lu)常(chang)常(chang)不(bu)能(neng)按(an)預(yu)期(qi)開(kai)關(guan)。通(tong)常(chang)有(you)以(yi)下(xia)兩(liang)方(fang)麵(mian)原(yuan)因(yin)。
突發模式
許多應用需要非常高的轉換效率,即使在低輸出負載下也是如此。如果所需的輸出功率隻有幾mW,開關穩壓器本身的供電電流是嚴重不成比例的。如果以百分比表示效率,這一點尤其明顯。為了提高這些情況下的效率,開關穩壓器IC通常會配置特殊的突發模式。圖1顯示在突發模式®下,開關穩壓器的電壓隨時間的變化。在切換到較長的暫停階段之前,開關節點會開關一次。在這個暫停階段,開關穩壓器IC的許多功能進入睡眠模式,隻需消耗極少量的電能。圖1顯示了開關節點電壓、電感電流和輸出電壓。
圖1. 開關模式電源中的突發模式概念。
在突發模式下工作時,輸出電壓的紋波更大。相比在正常工作條件下由開關頻率設置的電壓紋波,其頻率要低得多。根據電壓轉換器IC和he電dian路lu條tiao件jian,在zai突tu發fa階jie段duan操cao作zuo時shi,通tong常chang會hui存cun在zai極ji少shao量liang的de脈mai衝chong,例li如ru,一yi個ge脈mai衝chong或huo大da量liang脈mai衝chong。通tong常chang,在zai輸shu出chu電dian壓ya達da到dao設she定ding的de上shang限xian閾yu值zhi之zhi前qian,會hui產chan生sheng盡jin可ke能neng多duo的de脈mai衝chong。之zhi後hou會hui暫zan停ting一yi段duan時shi間jian,直zhi到dao輸shu出chu電dian壓ya降jiang到dao低di於yu閾yu值zhi下xia限xian。在zai這zhe種zhong情qing況kuang下xia,在zai脈mai衝chong期qi間jian,仍reng然ran會hui按an照zhao選xuan定ding的de開kai關guan頻pin率lv進jin行xing開kai關guan,但dan由you突tu發fa階jie段duan定ding義yi的de更geng低di的de頻pin率lv和he暫zan停ting階jie段duan也ye會hui出chu現xian在zai頻pin譜pu中zhong。
圖2. 使用LTspice®,仿真處於突發模式下的 LT8620 降壓型開關穩壓器。
脈衝跳頻模式
另ling一yi種zhong模mo式shi是shi脈mai衝chong跳tiao頻pin模mo式shi。許xu多duo類lei型xing的de功gong率lv轉zhuan換huan器qi都dou提ti供gong這zhe種zhong模mo式shi。在zai許xu多duo拓tuo撲pu設she計ji中zhong,開kai關guan節jie點dian上shang每mei出chu現xian一yi次ci脈mai衝chong時shi,會hui有you一yi定ding量liang的de電dian能neng基ji於yu正zheng常chang的de最zui低di導dao通tong時shi間jian從cong功gong率lv轉zhuan換huan器qi的de輸shu入ru端duan移yi動dong到dao輸shu出chu端duan。但dan是shi,如ru果guo在zai這zhe時shi候hou,負fu載zai不bu需xu要yao或huo隻zhi需xu要yao很hen少shao量liang的de電dian能neng,輸shu出chu電dian壓ya會hui上shang升sheng。一yi些xie脈mai衝chong會hui被bei跳tiao過guo,以yi防fang輸shu出chu電dian壓ya上shang升sheng過guo多duo。此ci時shi,輸shu出chu電dian壓ya的de電dian壓ya紋wen波bo也ye會hui增zeng大da。脈mai衝chong跳tiao頻pin模mo式shi通tong常chang由you反fan饋kui節jie點dian上shang的de過guo壓ya比bi較jiao器qi激ji活huo。例li如ru,如ru果guo跳tiao過guo每mei秒miao脈mai衝chong,即ji可ke在zai頻pin譜pu中zhong看kan到dao相xiang當dang於yu設she置zhi開kai關guan頻pin率lv一yi半ban的de開kai關guan頻pin率lv(FFT表示法)。
圖3. 處於脈衝跳頻模式下的 LT3573 ,負載很低。
yutufamoshixiangbi,zaimaichongtiaopinmoshixia,zhixurangshuchudianyabaochizaitedingfanweinei,buhuijieshengdaliangdianneng。suoyi,zhuanhuanxiaolvzhihuishaoshaotigao。yinci,ruguokaiguanwenyaqiyibutongyushezhipinlvdekaiguanpinlvkaiguan,kenengshiyinweidianluchuyutufamoshihuomaichongtiaopinmoshi。danshi,kenengyouqitayuanyindaozhizaikaiguanjiedianchuxianfeilianxumaichong。qizhongbaokuo:一般控製環路不穩定、達到現有的限流值、溫度超過熱關斷限值等。
結論
開(kai)關(guan)模(mo)式(shi)電(dian)源(yuan)能(neng)夠(gou)以(yi)不(bu)同(tong)於(yu)預(yu)期(qi)開(kai)關(guan)頻(pin)率(lv)的(de)脈(mai)衝(chong)運(yun)行(xing)。這(zhe)一(yi)般(ban)發(fa)生(sheng)在(zai)低(di)負(fu)載(zai)條(tiao)件(jian)下(xia)。理(li)解(jie)這(zhe)種(zhong)行(xing)為(wei)背(bei)後(hou)的(de)機(ji)製(zhi),這(zhe)在(zai)評(ping)估(gu)開(kai)關(guan)模(mo)式(shi)電(dian)源(yuan)電(dian)路(lu)時(shi)是(shi)非(fei)常(chang)有(you)用(yong)的(de)。設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)可(ke)以(yi)以(yi)此(ci)為(wei)依(yi)據(ju),準(zhun)確(que)推(tui)斷(duan)電(dian)源(yuan)是(shi)否(fou)正(zheng)在(zai)可(ke)靠(kao)運(yun)行(xing)。
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