PFM 控制的实现通常采用滞环控制方式。控制器设定一个电压滞环窗口,当输出电压下降到滞环下限时,开关管导通;当输出电压上升到滞环上限时,开关管关断75。这种控制方式不需要复杂的补偿网络,电路结构相对简单199。然而,PFM 控制也存在一些缺点,主要是输出纹波较大,频谱分布复杂,给滤波设计带来挑战70。在实际应用中,PFM 控制特别适合于轻负载或负载变化较大的场合。例如,在便携式电子设备中,当设备处于待机状态时,负载电流很小,采用 PFM 控制可以大幅降低功耗102。一些先进的 DCDC 控制器还采用 PWM/PFM 混合控制策略,在重负载时使用 PWM,在轻负载时自动切换到 PFM,以实现全负载范围内的高效率108。具备短路保护,发生短路时快速切断输出,保障安全。广州模块化DCDC电源发展趋势

复合控制策略:兼顾多场景需求将基础策略与进阶策略结合,进一步拓宽高效工作区间。PWM/PFM 自动切换控制原理:轻负载时自动切换为 PFM 模式(减少开关损耗),中重负载时切换为 PWM 模式(保证纹波与效率),切换阈值由芯片根据负载电流自动判断。效率优势:覆盖全负载区间的高效工作,避免出现单一模式在部分负载下的效率短板,是目前消费电子(如手机、平板)电源的主流策略。多模式自适应控制原理:整合 PWM、PFM、SR 等多种策略,根据输入电压、输出电压、负载电流的实时变化,动态选择较优控制模式。例如,低输入电压 + 重负载时,同时启用 PWM 与 SR;高输入电压 + 轻负载时,启用 PFM 与谷值电流控制。效率优势:较优化全工况下的效率,尤其适用于输入电压波动大、负载变化频繁的场景,如汽车电子(12V/24V 输入切换)、新能源设备。广州模块化DCDC电源发展趋势为医疗监护设备供电,保障数据采集与传输的准确性。

减少寄生参数与散热设计电路中的寄生参数和器件散热能力,会间接影响实际工作效率。优化 PCB 布局:缩短功率回路(输入 - 开关管 - 电感 - 输出)的走线长度,减少线路寄生电阻和电感,降低回路损耗;同时将功率器件与控制芯片的走线分开,避免干扰。强化散热设计:为功率开关管、电感等发热元件加装散热片,或采用敷铜面积更大的 PCB 设计,及时导出热量。高温会导致器件参数漂移(如 Rds (on) 增大),加剧损耗,良好的散热能维持器件在高效区间工作。
基础调制策略主要包括三种类型:脉冲宽度调制(PWM)、脉冲频率调制(PFM)和脉冲密度调制(PDM)。PWM 通过固定开关频率,调节脉冲宽度(占空比)来控制输出电压。PFM 则保持脉冲宽度恒定,通过改变开关频率来调节输出1。PDM 作为一种相对较新的技术,通过控制固定周期内开关脉冲的数量来调节输出能量15。这三种策略各有特点,适用于不同的应用场景。选择合适的调制策略需要综合考虑负载特性、效率要求、输出纹波、瞬态响应、电磁干扰等多个因素。在实际应用中,还需要根据具体的拓扑结构(如 Buck、Boost、Buck-Boost 等)和工作模式(连续导通模式 CCM、断续导通模式 DCM)进行优化设计。随着宽禁带半导体器件(GaN、SiC)的发展和数字控制技术的进步,DCDC 电源的调制策略也在不断演进,向着更高效率、更高功率密度、更强智能化的方向发展194。采用开关电源技术,相比线性电源,发热更低、更节能。

提高 DCDC 电源转换效率需从硬件选型、电路设计和控制策略三方面优化,主要是降低开关损耗、导通损耗和寄生损耗。一、优化功率开关管选型与驱动功率开关管是损耗的主要来源,选型和驱动设计直接影响效率。选择低损耗开关管:优先选用导通电阻(Rds (on))更小的 MOSFET,可降低导通损耗;同时关注其开关速度,高速器件能减少开关损耗,但需平衡寄生电容。优化驱动电路:采用合适的驱动电压和电流,确保开关管快速、平稳导通 / 关断,避免因驱动不足导致的开关延迟损耗;部分场景可加入驱动缓冲电路,抑制电压尖峰。具备远程控制功能,可通过通信接口调节输出参数。南山区非隔离式DCDC电源发展趋势
输出电压精度高,误差可控制在 ±1% 以内,满足精密需求。广州模块化DCDC电源发展趋势
CDC 电源作为电能转换的主要组件,在不同应用场景中,因环境条件、性能需求、安全标准的差异,面临着截然不同的技术挑战。这些难点本质上是 “场景特性” 与 “电源性能” 之间的矛盾,需针对性突破才能实现可靠适配。以下从四大主要场景展开分析:一、消费电子场景:在 “小体积” 与 “高效率、低纹波” 间找平衡消费电子(手机、耳机、智能手表等)对 DCDC 电源的主要诉求是 “轻薄化”,但这与 “高效节能”“低纹波干扰” 形成天然矛盾,具体难点集中在三点:1. 小体积下的功率密度与散热矛盾消费电子的内部空间通常以毫米为单位规划,DCDC 电源的体积需控制在 0.5cm³ 以下(如手机快充模块),但 “小体积” 会导致两个问题:功率密度瓶颈:电感、电容等储能元件的尺寸被压缩后,磁芯损耗(高频下铁氧体发热)、铜损(电感导线变细导致电阻增大)明显增加,若要维持 10W 以上的输出功率(如手机 20W 快充),器件温升可能超过 60℃,触发设备过热保护;散热通道缺失:小体积封装无法预留足够的散热敷铜或散热片空间,开关管(MOSFET)的开关损耗会直接转化为热量,若散热不及时,可能导致器件参数漂移(如 Rds (on) 增大),进一步降低转换效率。
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