詳解如何實現(xiàn)開關電源待機低功耗
3.4可控脈沖模式(Burst Mode)
可控脈沖模式,也可稱為跳周期控制模式(Skip Cycle Mode)是指當處于輕載或待機條件時,由周期比PWM控制器時鐘周期大的信號控制電路某一環(huán)節(jié),使得PWM的輸出脈沖周期性的有效或失效,如圖6所示。這樣即可實現(xiàn)恒定頻率下通過減小開關次數,增大占空比來提高輕載和待機的效率。該信號可以加在反饋通道,PWM信號輸出通道,PWM芯片的使能引腳(如LM2618,L6565)或者是芯片內部模塊(如NCP1200,F(xiàn)SD200,L6565和TinySwitch系列芯片)。
NCP1200的內部跳周期模塊結構見圖7,當反饋檢測腳FB的電壓低于1.2V(該值可編程)時,跳周期比較器控制Q觸發(fā)器,使輸出關閉若干時鐘周期,也即跳過若干個周期,負載越輕,跳過的周期也越多。為免音頻噪音,只有在峰值電流降至某個設定值時,跳周期模式才有效。
圖7 NCP1200跳周期模塊結構
而FSD200則是通過控制內部驅動器實現(xiàn)可控脈沖模式,即將
腳的反饋電壓與0.6V/0.5V遲滯比較器比較,由比較結果控制門極驅動輸出,其結構可見圖8。我們可根據此原理用分立元件實現(xiàn)普通芯片的Burst Mode功能,即檢測次級電壓判斷電源是否處于待機狀態(tài),通過遲滯比較器,控制芯片輸出,電路如圖9所示。
控制反饋通道是實現(xiàn)一般PWM控制器的可控脈沖模式的方法之一。其電路可見圖10,
是
反饋信號,當Burst Signal為低電平時,Q1關斷,
電路正常工作,當Burst Signal為低電平時,Q1導通,R1被短路,
流過Q1
被拉高至
-0.6V,反饋信號
不能反映在
上,控制器因此輸出低電平。
另外對于有使能腳的PWM控制器,如L6565等,用可控脈沖信號控制使能腳使控制芯片有效或失效,也可以實現(xiàn)Burst Mode,上述Burst Signal可由圖1中所示的遲滯比較器產生。
圖10 控制反饋通道的Burst Mode
4 存在的問題
以上介紹的降頻和Burst Mode方法在提高待機效率的同時,也帶來一些問題,首先是頻率降低導致輸出電壓紋波的增加,其次如果頻率降至20kHz以內,可能有音頻噪音。而在Burst Mode的OFF時期內,如果負載激增,輸出電壓會大大降低,如果輸出電容不夠大,電壓甚至可能降低至零。如果增大輸出電容,以減小輸出電壓紋波,則會導致成本增加,并會影響系統(tǒng)動態(tài)性能。因此必須綜合考慮。
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