DC/DC转换器XC9235/XC9236/XC9237的低纹波设计事例(4/5)

PFM/PWM自动切换时为何能做到低纹波?

这种IC最大的特长是从PFM工作过渡到PWM工作时的纹波电压低。从轻负载向重负载过渡时,PFM的脉冲间隔逐渐地靠近。当最终达到PWM工作的频率时,过渡到PWM工作状态。但是,既往的以往产品在达到PWM工作条件之前,不能鲜明地产生分散的脉冲,而是产生成群的脉冲。(参照图13)

图13 以往产品的连续脉冲波形

Switching is not uniform and dispersed, and thus variations occur in ripple voltage.
(Previous product PFM switch current is 120 mA)

PFM工作时,负载电流变大输出电压下降时开关开始动作,此时,如1次开关动作不能恢复输出电压,将继续进行第2次开关动作。如第2次的开关动作还不能恢复则继续进行第3次恢复工作。因为在达到恢复输出电压为止连续进行开关动作,线圈电流局部性地重叠增大,形成了输出大纹波电压的原因。因为PFM间歇性地开关动作,不能均匀地分散线圈电流,即使在局部性电流大的状态下,也不能利于输出电流和输出电压的平衡关系。

与此相对,当PWM工作时,因为在一定周期内进行开关动作,有必要按一定的电流平均地分散线圈电流。XC9236系列的PWM/PFM自动转换控制飞跃性地抑制了这种局部性的脉冲群,维持着被平均分散的电流,能连续地从PFM工作过渡到PWM工作,如图14所示实现了在整个负载范围内的低纹波状态。

图14 XC9236相对于负载电流、线圈电流的纹波图形

Input voltage: 3.6 V, Output voltage: 1.8 V

Output current =10mA
Operates on one switching cycle

Output current =50mA
Load current is large, but there is no continuous switching: operates on 1 uniform switching cycle.

Output current =100mA
Load current is even larger and is close to PWM control frequency, but operates on 1 uniform switching cycle.

Output current =200mA
Switches to PWM control. Coil current overlay occurs.

Upper: Output voltage ripple(10mV/div.,1µs/div.)
Lower: Coil current(100mA/div.,1µs/div.)

本文介绍的产品

XC9235

降压型DC/DC转换器。驱动晶体管内置。同步整流。PWM固定控制。最大输出电流600mA。

降压型DC/DC转换器。驱动晶体管内置。同步整流。PWM固定控制。最大输出电流600mA。

XC9236

降压型DC/DC转换器。驱动晶体管内置。同步整流。PWM/PFM自动切换。最大输出电流600mA。

降压型DC/DC转换器。驱动晶体管内置。同步整流。PWM/PFM自动切换。最大输出电流600mA。

XC9237

降压型DC/DC转换器。驱动晶体管内置。同步整流。PWM/PFM外部切换。最大输出电流600mA。

降压型DC/DC转换器。驱动晶体管内置。同步整流。PWM/PFM外部切换。最大输出电流600mA。

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