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為特定應用選用合適的穩壓器：主要的穩壓器控制方式
關于電源穩壓器的系列文章由三部分組成，本文為第二部分。在“為特定應用選用合適的穩壓器：*部分”中，我們討論了脈寬調制(PWM)轉換器的兩種穩壓器控制模式：電流模式(CM)和電壓模式(VM)。我們也討論了這兩種控制模式之間的主要區別以及產品應用對選擇正確穩壓器的重要性。沒有“”的穩壓器！恰恰相反，半導體公司都針對具體的細分市場，根據zui終產品的要求量身定制穩壓器參數。顯而易見，充分理解應用將有助于選擇合適的穩壓器。
在本系列文章的第二部分中，我們首先介紹其它常用的穩壓器控制方式，并介紹每種方式在應用上的優勢。除上文討論的VM和CM PWM控制方式外，現代穩壓器采用的主要控制方式還有：脈沖頻率調制(PFM)控制、磁滯控制以及恒定導通時間 (COT)控制。然后，我們簡短討論一下其它控制方式，例如SKIP（跳脈沖）。
盡管在此討論也許還稍微有點兒早，但還是希望讀者知道，在隨后的第三部分，我們將提供基本的公式，幫助設計時選擇適合具體應用的*穩壓器，以及對外圍元件進行優化。
PFM轉換器具有較高的總體效率
PFM轉換器1是另外一種DC-DC架構。該控制方式隨負載改變轉換器的開關頻率，因此這種架構被稱為PFM。相對于PWM轉換器，PFM轉換器在輕載時的效率高得多，所以許多便攜式應用利用PFM模式zui大程度延長電池壽命。
電磁干擾(EMI)是選擇PWM和PFM轉換器時的一項重要考慮因素。PWM模式下，開關頻率固定，所以轉換器開關引起的EMI是可預測的、恒定的，并且許多情況下可濾除。許多PWM轉換器也提供外部頻率同步輸入，幫助緩解與應用電路板上常見的其它重要信號頻率之間的沖突。如果某個應用要求多個電壓，所有開關轉換器可鎖定在相同的頻率。該方法消除了多個轉換器的開關頻率不同并且相位未嚴格同步時固有的差頻。與PWM結構不同，PFM方法的開關頻率可變，很難對其產生的EMI進行控制。因此，PFM模式可能不是對電源敏感的音頻或射頻低噪聲電路的*選擇。然而，如果必須在整個較寬輸出負載范圍內優化效率，PFM可能是很好的選擇。
zui后，值得注意的是，許多轉換器都可以選擇在PFM或PWM模式下工作；邏輯控制模式引腳或內部電路根據負載電流自動在這兩種模式之間切換。
PFM控制器的工作原理
在升壓型PFM控制1方式中，兩個單觸發電路根據DC-DC轉換器的輸出負載電流進行工作。PFM基于兩個開關時間(zui大導通時間和zui小關斷時間)和兩個控制環路(電壓調節環路和zui大峰值電流、關斷時間環路)。PFM的特征還包括可變頻率控制脈沖?？刂破髦械膬蓚€單觸發電路定義TON (zui大導通時間)和TOFF (zui小關斷時間)。Ton單觸發電路激活第二個單觸發電路TOFF。只要電壓環路的比較器檢測到VOUT超出穩壓范圍，則激活TON單觸發電路。脈沖時間為固定為其zui大值。如果zui大峰值電流環路檢測到超過電流限值，則可縮短該脈沖時間，如圖1所示。PFM控制器的靜態電流(IQ)補償被限制為偏置基準以及誤差比較器所需的電流(10s，μ*)。形成鮮明對比的是，PWM控制器中的內部振蕩器必須連續打開，這造成幾個毫安的耗流。
圖1. 脈沖頻率調制(PFM)控制電路。利用這種結構，如果zui大峰值電流環路檢測到超過電流限值，可縮短脈沖時間。
同步降壓穩壓器具有兩種工作模式，設計者可選擇PWM或PFM模式，優化整個較寬負載電流范圍內的效率。以MAX17503和MAX17504這兩款轉換器為例，它們采用另外一種PFM控制方式，但也是提高輕載效率的較好示例。例如，請參見圖2所示的PFM和PWM模式的效率曲線。PFM模式下的負載電流小于100mA時，與負載電流相同的PWM模式相比，效率大幅提升。注意，對于12V電壓輸入、+5V電壓輸出，PFM模式的效率接近92%，而PWM模式的效率只有81%！