电源管理芯片三种控制技术的原理和优缺点

elanpo9981

在日常电源芯片设计中选择电源管理芯片不但要考虑满足电路性能的要求及可靠性，还会考虑它的体积、重量、延长电池寿命及成本等问题，目前电源管理芯片的控制技术主要有脉冲宽度调制(PWM)；脉冲频率调制(PFM)；脉冲宽度频率调制(PWM-PFM)这三种，银联宝科技一起来看下他们的原理和优缺点分析。

脉冲宽度调制(PWM)：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。  

脉冲频率调制(PFM)：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FM。

PWM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连续导电模式，现在市场上有多款性能好、价格低的PWM集成芯片；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连续导电方式。

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，所以噪声滤波器设计比较容易，消除噪声也较简单。

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Single Phase，且以Ripple Mode的模式来实现，由于每个工程师接触的领域不一样，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，目前还是PWM用的多。

PFM相比较PWM主要优点在于效率

1、对于外围电路一样的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的主要优势.　　

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主要缺点在于滤波困难滤波困难(谐波频谱太宽。　　　

3、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。　　

4、PFM控制相比PWM控制 IC 价格要贵。

PFM之所以应用没有PWM多最主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。