限定電流PFM工作

限定電流PFM的特長

這種IC為了容易地對應(yīng)小型便攜式儀器使用的LSI低電壓工作狀態(tài)和低紋波的要求，在PFM工作中采用了限定電流的PFM 控制。限定電流PFM控制是當(dāng)流過線圈的電流達(dá)到一定值（180mA）時(shí)，開關(guān)成切斷狀態(tài)的控制方式。占空比固定型的PFM情況下，對應(yīng)于當(dāng)輸入輸出電壓差增大時(shí)，出現(xiàn)由于開關(guān)影響流過線圈電流增大，并且紋波也增大的現(xiàn)象。限定電流PFM具有當(dāng)輸入輸出電壓差增大時(shí)，減少導(dǎo)通時(shí)間使流過線圈的電流減少，圖7所示紋波也變小的特長。

圖7 由輸入輸出電壓差帶來的線圈電流和紋波

Output voltage: 1.8 V, output current: 30 mA

Peak coil current is about 180mA due to current limit PFM control. The larger the input/output voltage, the finer the switching, and ripple decreases.

LSI的工作電壓從1.8V向更低的1.5V或1.2V過渡中，對電源均勻性、精度和低紋波將有更嚴(yán)格的要求。

最大導(dǎo)通時(shí)間的限制

此外，已決定了PFM時(shí)最大的導(dǎo)通時(shí)間。當(dāng)輸入電壓接近輸出電壓，輸入輸出電壓差非常小時(shí)，即使由于開關(guān)動(dòng)作成導(dǎo)通狀態(tài)、電流流過線圈，也難得達(dá)到180mA時(shí)，限定最大導(dǎo)通時(shí)間（頻率的2倍）可以使開關(guān)暫時(shí)成切斷狀態(tài)，限制其不連續(xù)的過剩導(dǎo)通狀態(tài)。

【專題】紋波噪聲和尖峰噪聲

DC/DC轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的噪聲大致分為紋波噪聲和尖峰噪聲。

紋波噪聲

紋波噪聲是當(dāng)開關(guān)動(dòng)作引起的線圈電流、儲存在線圈中的電流能量釋放到負(fù)載電容（CL）時(shí)，電容的ESR（串聯(lián)等價(jià)電阻）和直流電流中產(chǎn)生的噪聲，根據(jù)電容的種類有很大差異。使用ESR成分多的鉭電容及鋁電解電容時(shí)噪聲增大，使用陶瓷電容等低ESR電容時(shí)則較小，成正弦波式的紋波波形。（參照圖8）

圖8 隨電容種類不同紋波波形的差異

Input voltage: 3.6 V, Output voltage: 1.8 V, Output current: 30 mA

The ripple voltage varies widely even though the coil voltage is the same. Follow ripple,alow-ESR capacitor must be used.

尖峰噪聲（高頻率噪聲）的測定技術(shù)

尖峰噪聲是隨當(dāng)開關(guān)動(dòng)作轉(zhuǎn)換的時(shí)機(jī)產(chǎn)生的高頻噪聲，其原因主要在于驅(qū)動(dòng)晶體管陡峭地啟動(dòng)或停止時(shí)而產(chǎn)生的。當(dāng)需要觀測尖峰噪聲時(shí)，必須注意測定方法。根據(jù)測定用布線的處理方法，有可能不能正確地測定。特別需要注意的是探頭附近的接地處理。為了不讓探針收集噪聲而實(shí)施取消探針接地等處理，必須把探針端子以最短距離直接與引腳接觸。

此外，常見的失敗中，有在測定器的高頻過濾器開關(guān)成導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)進(jìn)行測定的事例。DC/DC轉(zhuǎn)換器的尖峰噪聲為20～50MHｚ的高頻噪聲。當(dāng)然，在高頻過濾器成導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)是測定不出的。（參照圖9）

圖9 電壓尖峰

Spike noise

Occurs due to the switching timing. Hign frequency of several tens of MHz, amplitude of several hundreds of mV.

應(yīng)用于能改變輸出電壓工作的電路

在為此IC準(zhǔn)備的選擇用FB端子上再增加一只電阻，連接DA轉(zhuǎn)換器或N溝道開漏，可以構(gòu)成如圖10所示的輸出電壓可變電路。

圖10 使用DAC的輸出電壓可變電路

這是一種對應(yīng)于微機(jī)等的工作狀態(tài)能方便地調(diào)整電壓的方法。把FB端子電壓（VFB）設(shè)定為在0.8V反饋的狀態(tài)。使用DAC時(shí)的輸出電壓由

VOUT＝（VFB－VDAC）（RFB1／RFB2）＋VFB

來決定。圖1說明VOUT和VDAC的關(guān)系。

圖1 設(shè)定DAC電壓和輸出電壓

Variable output voltage graph

在圖11中插入了方形波和正弦波用來評價(jià)對應(yīng)于DAC輸出的VOUT電壓的追隨性。

圖11 隨DAC電壓改變的輸出電壓的追隨性1（方形波、正弦波）

如輸出電壓有2個(gè)數(shù)值，則能方便地使用N溝道開漏。（參照圖12）

N溝道開漏導(dǎo)通時(shí)，VOUT=0.8V×(RFB1+RFB2）/RFB2

N溝道開漏切斷時(shí)，VOUT=0.8V×(RFB1＋RFB2+RFB3）/(RFB2+RFB3)

圖12 使用N 溝道開漏的2值轉(zhuǎn)換電路