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提高輕負(fù)載時(shí)效率,降低IC消耗電流的幾種方法

發(fā)布時(shí)間:2018-04-25 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】使用DC/DC轉(zhuǎn)換器所期待的最大目的之一是高效率地轉(zhuǎn)換能量。提高效率的方法在于降低損耗。如圖3所示,作為發(fā)生損耗的問(wèn)題,可以列舉IC的消耗電流、驅(qū)動(dòng)器晶體管導(dǎo)通電阻產(chǎn)生的熱損耗,線圈的串聯(lián)連接而產(chǎn)生的損耗等重大原因。

使用DC/DC轉(zhuǎn)換器所期待的最大目的之一是高效率地轉(zhuǎn)換能量。提高效率的方法在于降低損耗。如圖3所示,作為發(fā)生損耗的問(wèn)題,可以列舉IC的消耗電流、驅(qū)動(dòng)器晶體管導(dǎo)通電阻產(chǎn)生的熱損耗,線圈的串聯(lián)連接而產(chǎn)生的損耗等重大原因。
圖1 降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器的主要能量損耗部分
 
其中為了提高輕負(fù)載時(shí)的效率,降低IC的消耗電流非常重要,IC的控制方式極為關(guān)鍵。
 
PFM控制工作和PWM控制工作
 
在此,對(duì)應(yīng)于負(fù)載電流控制開關(guān)次數(shù)的PFM控制工作非常有效。PFM工作是在負(fù)載電流小時(shí),進(jìn)行減少單位時(shí)間內(nèi)開關(guān)次數(shù)的工作,力圖降低消耗電流和貫通電流等無(wú)效電流來(lái)提高效率。這種IC由PFM工作把無(wú)負(fù)載時(shí)的消耗電流抑制在15μA以下。隨負(fù)載電流增大IC的消耗電流相對(duì)地變至極小,此時(shí)要求紋波電壓更小的PWM工作狀態(tài)。
 
PWM/PFM自動(dòng)切換工作
 
XC9236具有對(duì)應(yīng)負(fù)載變化自動(dòng)地轉(zhuǎn)換PFM工作和PWM工作的功能。這種功能可同時(shí)滿足輕負(fù)載時(shí)提高效率和重負(fù)載時(shí)保持低紋波,有利于在整個(gè)負(fù)載范圍提高效率。(參照?qǐng)D4)
 
圖2 能量轉(zhuǎn)換效率
 
從圖5中能確認(rèn)到從PFM工作過(guò)渡到PWM工作以及反向過(guò)渡時(shí)的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)特性。
 
 
圖3 PFM控制和PWM控制自動(dòng)轉(zhuǎn)換波形(負(fù)載電流:1mA⇔100mA)
 
從負(fù)載變動(dòng)陡峭時(shí)的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)特性,可以認(rèn)識(shí)到僅在20mV的電壓差既開始了恢復(fù)工作,恢復(fù)時(shí)亦不發(fā)生過(guò)沖或振鈴現(xiàn)象,這使得相位系統(tǒng)具有足夠的余量。
 
手動(dòng)切換工作狀態(tài)
 
XC9237型在PWM/PFM自動(dòng)轉(zhuǎn)換基礎(chǔ)上,又增加了用外部信號(hào)強(qiáng)制過(guò)渡到固定在PWM工作的功能。對(duì)應(yīng)于使用機(jī)器的工作狀態(tài),能使其工作在紋波更低的PWM工作狀態(tài),能隨時(shí)控制降低噪聲(參照?qǐng)D6)
 
圖4 XC9237手動(dòng)轉(zhuǎn)換PWM/PFM工作的電路圖
 


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