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浅谈小功率电源芯片的控制方法

在小功率电源适配器领域,众所周知,初级控制技术已经成为最主流的解决方案,传统的次级控制方式(光耦+431)已被逐步淘汰。虽然在成本上传统次级控制方式没有任何优势,但由于其反馈信号的连续特性,其在动态响应性能上仍大大优于初级控制方案。按照控制方式不同,目前主要有如下两种控制方法:

 

1PWM(脉冲宽度调制方式)----根据输出负载的变化,输出电压信号由误差放大器放大后改变输出信号占空比以调节输出能力达到输出电压(或电流)稳定。(开关频率f不变)

2PFM(脉冲频率调制方式)----根据输出负载的变化,输出电压信号经由误差放大器放大后改变输出信号频率以维持输出电压(或电流)稳定。(开通时间Ton不变)

 

一般而言(大多数书中描述)PWM控制方式在负载调整率及瞬态响应特性上明显优于PFM模式,因此早期的开关电源芯片无一例外的采用了PWM控制方式,甚至多数人把控制芯片即成为”PWM芯片。然而,近年来随着社会各界对节能减排的重视,各主流标准对电源的轻载效率和空载功耗的要求越来越高,PWM控制方式在轻负载效率上的劣势也变得越来越明显。因此,在当前主流小功率电源芯片中,很多厂家纷纷选择了PFM模式,比较典型的有BCD 376XOB2520及辉芒微FT831等;另外也有一些厂家采用较为复杂的多模式控制技术(PWMPFM模式相互结合)以达到动态响应与轻载效率的折中。典型芯片有Iwatt 167XACT361OB253XBYD BF15021509等。为更直观的看到两张控制方式的区别,如下图是不同控制方法在不同负载下的驱动波形。

 

未完待续。。

 

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2011-11-25 16:29
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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

从上述波形测试图可以看出:

Iwatt方案采用了PWM+PFM混合控制模式,同时兼顾了动态响应和轻载效率两项参数。(频率自42KHZ变化至17KHZ

BCD方案采用单一PFM控制模式,轻载效率应该没问题,但动态响应会很差。(频率自50KHZ变化至6KHZ

BYD方案也采用了PWM+PFM混合控制模式,动态响应很好,但轻载效率会比较差。(频率自51KHZ仅变化至47KHZ

相同测试条件下,实际测试结果与上述分析基本一致。

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2011-11-29 20:47

楼主请继续。。。

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2011-12-01 13:19
@stanley1985
楼主请继续。。。

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,這不是有點矛盾.

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cheng111
LV.11
9
2011-12-01 22:05
@MT04020419
从上述波形测试图可以看出:Iwatt方案采用了PWM+PFM混合控制模式,同时兼顾了动态响应和轻载效率两项参数。(频率自42KHZ变化至17KHZ)BCD方案采用单一PFM控制模式,轻载效率应该没问题,但动态响应会很差。(频率自50KHZ变化至6KHZ)BYD方案也采用了PWM+PFM混合控制模式,动态响应很好,但轻载效率会比较差。(频率自51KHZ仅变化至47KHZ)相同测试条件下,实际测试结果与上述分析基本一致。
关注。
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zq2007
LV.11
10
2011-12-02 22:21
@MT04020419
BYDBF1502方案:[图片] [图片] Vin=115VAC;100%Load;Ton=4.15us;F=51KHZ Vin=115VAC;10%Load;Ton=0.87us;F=47KHZ
BYD的,好像做过诺基亚手机充电器,
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brucelv
LV.2
11
2012-01-11 11:29
@MT04020419
 BCD3765方案:[图片][图片] Vin=115VAC;100%Load;Ton=3.36us;F=50KHZ   Vin=115VAC;10%Load;Ton=3.37us;F=6KHZ 

BCD 的小功率电源IC,用在LED主要是AP3766,用在充电器和适配器上面主要是AP3708和AP3768。   楼主拿BCD 要淘汰一颗料和其他品牌的成熟的料比较,也太不公平了吧!

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

测了一个TCL的充电器(外壳有印惠州比亚迪制造字样),动态效果的确不错,输出电容使用一个330UF 的,下冲电压也能在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,這不是有點矛盾.

楼主什么时候能整理下原边/副边反馈的对比图?

主要是动态响应及轻重载输出的变化。

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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,這不是有點矛盾.
关注PSR的控制方式。
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ncy231
LV.7
15
2012-01-11 21:51
@wm4811923
楼主什么时候能整理下原边/副边反馈的对比图?主要是动态响应及轻重载输出的变化。
貌似还没有见到有比较过原边/副边反馈的问题,期待
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づ龍づ
LV.4
16
2012-01-12 01:37
继续。。。
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