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淺談小功率電源芯片的控制方法

在小功率電源適配器領(lǐng)域，眾所周知，初級控制技術(shù)已經(jīng)成為最主流的解決方案，傳統(tǒng)的次級控制方式（光耦+431）已被逐步淘汰。雖然在成本上傳統(tǒng)次級控制方式?jīng)]有任何優(yōu)勢，但由于其反饋信號的連續(xù)特性，其在動態(tài)響應(yīng)性能上仍大大優(yōu)于初級控制方案。按照控制方式不同，目前主要有如下兩種控制方法：

 

1：PWM（脈沖寬度調(diào)制方式）----根據(jù)輸出負(fù)載的變化，輸出電壓信號由誤差放大器放大后改變輸出信號占空比以調(diào)節(jié)輸出能力達(dá)到輸出電壓（或電流）穩(wěn)定。（開關(guān)頻率f不變）

2：PFM（脈沖頻率調(diào)制方式）----根據(jù)輸出負(fù)載的變化，輸出電壓信號經(jīng)由誤差放大器放大后改變輸出信號頻率以維持輸出電壓（或電流）穩(wěn)定。（開通時(shí)間Ton不變）

 

一般而言（大多數(shù)書中描述）PWM控制方式在負(fù)載調(diào)整率及瞬態(tài)響應(yīng)特性上明顯優(yōu)于PFM模式，因此早期的開關(guān)電源芯片無一例外的采用了PWM控制方式，甚至多數(shù)人把控制芯片即成為”PWM芯片”。然而，近年來隨著社會各界對節(jié)能減排的重視，各主流標(biāo)準(zhǔn)對電源的輕載效率和空載功耗的要求越來越高，PWM控制方式在輕負(fù)載效率上的劣勢也變得越來越明顯。因此，在當(dāng)前主流小功率電源芯片中，很多廠家紛紛選擇了PFM模式，比較典型的有BCD 376X，OB2520及輝芒微FT831等；另外也有一些廠家采用較為復(fù)雜的多模式控制技術(shù)（PWM與PFM模式相互結(jié)合）以達(dá)到動態(tài)響應(yīng)與輕載效率的折中。典型芯片有Iwatt 167X，ACT361，OB253X及BYD BF1502，1509等。為更直觀的看到兩張控制方式的區(qū)別，如下圖是不同控制方法在不同負(fù)載下的驅(qū)動波形。

 

未完待續(xù)。。

 

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2011-11-25 16:29
關(guān)注
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2011-11-25 16:33

Iwatt1696C方案：

  

          Vin=115VAC;100% Load;Ton=5.1us;F=41KHZ     Vin=115VAC;10% Load;Ton=2.6us;F=17KHZ

 

 

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2011-11-25 16:48

 BCD3765方案：

 

Vin=115VAC;100% Load;Ton=3.36us;F=50KHZ   Vin=115VAC;10% Load;Ton=3.37us;F=6KHZ

 

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2011-11-25 16:50

BYD BF1502方案：

  

Vin=115VAC;100% Load;Ton=4.15us;F=51KHZ Vin=115VAC;10% Load;Ton=0.87us;F=47KHZ

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2011-11-25 17:20

從上述波形測試圖可以看出：

Iwatt方案采用了PWM+PFM混合控制模式，同時(shí)兼顧了動態(tài)響應(yīng)和輕載效率兩項(xiàng)參數(shù)。（頻率自42KHZ變化至17KHZ）

BCD方案采用單一PFM控制模式，輕載效率應(yīng)該沒問題，但動態(tài)響應(yīng)會很差。（頻率自50KHZ變化至6KHZ）

BYD方案也采用了PWM+PFM混合控制模式，動態(tài)響應(yīng)很好，但輕載效率會比較差。（頻率自51KHZ僅變化至47KHZ）

相同測試條件下，實(shí)際測試結(jié)果與上述分析基本一致。

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2011-11-29 20:47

樓主請繼續(xù)。。。

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2011-12-01 13:19
@stanley1985
樓主請繼續(xù)。。。

樓主,請問一下,你第一貼講到,PFM是Ton不變,但是IW1696C與BF1502的Ton都變小了,這不是有點(diǎn)矛盾.

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cheng111
LV.11
9
2011-12-01 22:05
@MT04020419
從上述波形測試圖可以看出：Iwatt方案采用了PWM+PFM混合控制模式，同時(shí)兼顧了動態(tài)響應(yīng)和輕載效率兩項(xiàng)參數(shù)。（頻率自42KHZ變化至17KHZ）BCD方案采用單一PFM控制模式，輕載效率應(yīng)該沒問題，但動態(tài)響應(yīng)會很差。（頻率自50KHZ變化至6KHZ）BYD方案也采用了PWM+PFM混合控制模式，動態(tài)響應(yīng)很好，但輕載效率會比較差。（頻率自51KHZ僅變化至47KHZ）相同測試條件下，實(shí)際測試結(jié)果與上述分析基本一致。
關(guān)注。
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zq2007
LV.11
10
2011-12-02 22:21
@MT04020419
BYDBF1502方案：[圖片] [圖片] Vin=115VAC;100%Load;Ton=4.15us;F=51KHZ Vin=115VAC;10%Load;Ton=0.87us;F=47KHZ
ＢＹＤ的，好像做過諾基亞手機(jī)充電器，
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brucelv
LV.2
11
2012-01-11 11:29
@MT04020419
 BCD3765方案：[圖片][圖片] Vin=115VAC;100%Load;Ton=3.36us;F=50KHZ   Vin=115VAC;10%Load;Ton=3.37us;F=6KHZ 

BCD 的小功率電源IC，用在LED主要是AP3766，用在充電器和適配器上面主要是AP3708和AP3768。   樓主拿BCD 要淘汰一顆料和其他品牌的成熟的料比較，也太不公平了吧！

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pice6
LV.1
12
2012-01-11 14:31
@MT04020419
BYDBF1502方案：[圖片] [圖片] Vin=115VAC;100%Load;Ton=4.15us;F=51KHZ Vin=115VAC;10%Load;Ton=0.87us;F=47KHZ

測了一個(gè)TCL的充電器（外殼有印惠州比亞迪制造字樣），動態(tài)效果的確不錯(cuò)，輸出電容使用一個(gè)330UF 的，下沖電壓也能在4.5V以上。

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wm4811923
LV.5
13
2012-01-11 15:46
@中共中央
樓主,請問一下,你第一貼講到,PFM是Ton不變,但是IW1696C與BF1502的Ton都變小了,這不是有點(diǎn)矛盾.

樓主什么時(shí)候能整理下原邊/副邊反饋的對比圖？

主要是動態(tài)響應(yīng)及輕重載輸出的變化。

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zq2007
LV.11
14
2012-01-11 15:54
@中共中央
樓主,請問一下,你第一貼講到,PFM是Ton不變,但是IW1696C與BF1502的Ton都變小了,這不是有點(diǎn)矛盾.
關(guān)注PSR的控制方式。
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ncy231
LV.7
15
2012-01-11 21:51
@wm4811923
樓主什么時(shí)候能整理下原邊/副邊反饋的對比圖？主要是動態(tài)響應(yīng)及輕重載輸出的變化。
貌似還沒有見到有比較過原邊/副邊反饋的問題，期待
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づ龍づ
LV.4
16
2012-01-12 01:37
繼續(xù)。。。
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