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即使是具有固定切換頻率的開關(guān)電源，也并非總是顯示連續(xù)的脈沖。在某些情況下，基于各種原因脈沖會(huì)被忽略，而在考慮輸出漣波電壓和EMI效應(yīng)時(shí)，這一點(diǎn)非常重要。
用于電壓轉(zhuǎn)換的開關(guān)穩(wěn)壓器通常采用可調(diào)或固定的切換頻率。這個(gè)值通常在開關(guān)穩(wěn)壓器IC產(chǎn)品手冊的第一頁列出。對于電源電路來說，切換頻率的選擇是很重要的，因?yàn)樗鼤?huì)影響到外部被動(dòng)組件的尺寸和成本。
此外，切換頻率還會(huì)影響可實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)換效率。對于整個(gè)電路(不僅是功率轉(zhuǎn)換器，還包括系統(tǒng)中的其他電路部份)，切換頻率的選擇也非常重要。我們通常在整個(gè)系統(tǒng)受干擾最小的頻率范圍內(nèi)選擇切換頻率，受印刷電路板(PCB)的寄生效應(yīng)影響，電源的切換頻率通常透過電容和電感耦合方式與電路的許多部份耦合。
在選擇了正確的切換頻率之后，電路設(shè)計(jì)人員在評估實(shí)際電路時(shí)，往往會(huì)得出令人驚訝的結(jié)果。在選定的切換頻率下，如果所設(shè)計(jì)的電路常常不能按預(yù)期切換通常有以下兩個(gè)原因。
突波模式
許多應(yīng)用需要非常高的轉(zhuǎn)換效率，即使在低輸出負(fù)載下也是如此。如果所需的輸出功率只有幾mW，開關(guān)穩(wěn)壓器本身的供電電流是嚴(yán)重不成比例的。如果以百分比表示效率時(shí)這一點(diǎn)特別明顯。為了提高這些情況下的效率，開關(guān)穩(wěn)壓器IC通常會(huì)配置特殊的突波模式(Burst Mode)。
圖1顯示在Burst Mode?下，開關(guān)穩(wěn)壓器的電壓隨時(shí)間的變化。在切換到較長的暫停階段之前，開關(guān)節(jié)點(diǎn)會(huì)切換一次。在這個(gè)暫停階段，開關(guān)穩(wěn)壓器IC的許多功能進(jìn)入睡眠模式，只需消耗極少量的電能。圖1顯示了開關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓、電感電流和輸出電壓。


圖1：開關(guān)模式電源中的Burst Mode概念。
在Burst Mode下工作時(shí)，輸出電壓的漣波更大。相較于正常工作條件下由切換頻率設(shè)定的電壓漣波，其頻率要低得多。根據(jù)電壓轉(zhuǎn)換器IC和電路條件，在突發(fā)階段操作時(shí)，通常會(huì)存在極少量的脈沖，例如，一個(gè)脈沖或大量脈沖。通常，在輸出電壓達(dá)到設(shè)定的上限閾值之前，會(huì)產(chǎn)生很多的脈沖。之后會(huì)暫停一段時(shí)間，直到輸出電壓降到低于閾值下限。在這種情況下，在脈沖期間，仍然會(huì)按照選定的切換頻率進(jìn)行切換，但由突發(fā)階段定義的更低的頻率和暫停階段也會(huì)出現(xiàn)在頻譜中。


圖2：使用LTspice，模擬處于Burst Mode下的降壓型開關(guān)穩(wěn)壓器。
脈沖跳頻模式
另一種模式是脈沖跳頻模式(pulse skipping mode)。許多類型的功率轉(zhuǎn)換器都提供這種模式。在許多拓?fù)湓O(shè)計(jì)中，切換節(jié)點(diǎn)上每出現(xiàn)一次脈沖時(shí)，會(huì)有一定量的電能基于正常的最低導(dǎo)通時(shí)間從功率轉(zhuǎn)換器的輸入端移動(dòng)到輸出端。但是，如果在這時(shí)候，負(fù)載不需要或只需要很少量的電能，輸出電壓會(huì)上升。一些脈沖會(huì)被跳過，以防輸出電壓上升過多。
此時(shí)，輸出電壓的電壓漣波也會(huì)增大。脈沖跳頻模式通常由反饋節(jié)點(diǎn)上的過壓比較器啟動(dòng)。例如，如果跳過每秒脈沖，即可在頻譜中看到相當(dāng)于設(shè)定切換頻率一半的切換頻率(FFT表示法)。


圖3：處于脈沖跳頻模式下的隔離返馳式開關(guān)穩(wěn)壓器 ，負(fù)載很低。
與Burst Mode相比，在脈沖跳頻模式下，只需讓輸出電壓保持在特定范圍內(nèi)，不會(huì)節(jié)省大量電能。所以，轉(zhuǎn)換效率只會(huì)稍微提高。
因此，如果開關(guān)穩(wěn)壓器以不同于設(shè)定頻率的切換頻率開關(guān)，可能是因?yàn)殡娐诽幱贐urst Mode或脈沖跳頻模式。
但是，可能有其他原因?qū)е略谇袚Q節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)非連續(xù)脈沖。其中包括：一般控制回路不穩(wěn)定、達(dá)到現(xiàn)有的限流值、溫度超過熱關(guān)斷限值等。
結(jié)論
切換模式電源能夠以不同于預(yù)期切換頻率的脈沖運(yùn)行。這一般發(fā)生在低負(fù)載條件下。理解這種行為背后的機(jī)制，這在評估開關(guān)模式電源電路時(shí)是非常有用的。設(shè)計(jì)人員可以以此為依據(jù)，準(zhǔn)確推斷電源是否正在可靠運(yùn)行。