图4 跳脉冲PWM波形
PFM模式(Pulse frequency modulation)
PWM模式是一种恒定频率脉冲的模式,HF-SMPS和FT-SMPS同时也支持PFM模式,PFM是脉冲频率可变的。因为能够同时减少开关损耗和地上的电流损耗,因此在轻负载的情况下,PFM模式的效率更高。如图5所示,我们观察到PFM模式类似于上述的跳脉冲PWM模式,只是PFM模式下脉冲频率是变化的。与上述模式对比发现。PFM的输出电压纹波是最大的。
图5 PFM波形
自动模式(Auto-mode)
自动模式其实就是一种不需要软件参与的,能够根据负载的变化的情况,自动将电路工作模式在PWM和PFM之间切换的一种机制。当今智能手机使用的PMIC一般都具备这个功能。如图6,当输出电流在40mA和400mA变化时,PFM和PWM也随之改变。另外为了防止PFM模式下输出电压跌落,因此控制器会自动地抬高PFM的输出电压,这种平衡只在HF-SMPS电源中才有。
图6 自动模式波形
HC-PFM模式(High-current PFM)
HC-PFM模式是在PFM到PWM转换过程中出现的短暂的PFM模式。当电路工作在PFM模式时,负载突然加重导致输出电压跌落,因为无法快速的切换到PWM模式,所以需要一些时间来预热PWM电路。为了防止这个预热过程输出电压降的太低,PFM的电流可以被控制在正常的PFM和PWM之间,这个几us的过程被称为HC-PFM,如图7所示。
图7 HC-PFM模式波形
03 输出电压及纹波测量
在手机研发的P0回板调试中,电源完整性的测试是重中之重,主要包括各电源上电时序、手机各种状态下的电源电压、重载电源纹波以及电感电流等。
在测量的过程中,我们需要注意以下几点:第一,电压的测量必须选在负载电容上,地线应选择就近接地;第二,示波器必须调到20MHz的带宽限制;第三,尽量选用地线较短的探头,一般供应商建议使用RF同轴电缆线来测,但考虑到成本和复杂程度,我们一般在测量及其敏感的电源时才会用到,另外使用接地弹簧也是个不错的选择。
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