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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被忽略，而在考慮輸出漣波電壓和EMI效應(yīng)時，這一點非常重要。
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，因為它會影響到外部被動組件的尺寸和成本。
此外，切換頻率還會影響可實現(xiàn)的轉(zhuǎn)換效率。對于整個電路(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)計人員在評估實際電路時，往往會得出令人驚訝的結(jié)果。在選定的切換頻率下，如果所設(shè)計的電路常常不能按預(yù)期切換通常有以下兩個原因。
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重不成比例的。如果以百分比表示效率時這一點特別明顯。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)壓器的電壓隨時間的變化。在切換到較長的暫停階段之前，開關(guān)節(jié)點會切換一次。在這個暫停階段，開關(guān)穩(wěn)壓器IC的許多功能進入睡眠模式，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，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，通常會存在極少量的脈沖，例如，一個脈沖或大量脈沖。通常，在輸出電壓達到設(shè)定的上限閾值之前，會產(chǎn)生很多的脈沖。之后會暫停一段時間，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，仍然會按照選定的切換頻率進行切換，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。在許多拓撲設(shè)計中，切換節(jié)點上每出現(xiàn)一次脈沖時，會有一定量的電能基于正常的最低導(dǎo)通時間從功率轉(zhuǎn)換器的輸入端移動到輸出端。但是，如果在這時候，負載不需要或只需要很少量的電能，輸出電壓會上升。一些脈沖會被跳過，以防輸出電壓上升過多。
此時，輸出電壓的電壓漣波也會增大。脈沖跳頻模式通常由反饋節(jié)點上的過壓比較器啟動。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)，不會節(jié)省大量電能。所以，轉(zhuǎn)換效率只會稍微提高。
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)，可能是因為電路處于Burst 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)點出現(xiàn)非連續(xù)脈沖。其中包括：一般控制回路不穩(wěn)定、達到現(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行。這一般發(fā)生在低負載條件下。理解這種行為背后的機制，這在評估開關(guān)模式電源電路時是非常有用的。設(shè)計人員可以以此為依據(jù)，準確推斷電源是否正在可靠運行。