DC/DC在做電壓轉換,降壓控制時,由於ON/OFF時間比有變化,其次數在單位時間內也是固定的。
因此,自身損耗的功率,也是恒定的,在輕載時,這種轉換漏電流造成的損失會導致效率降低。
所以,在使用電流少的情況下,透過頻率調控,將週期拉長、變慢,從而減少單位時間內的ON/OFF轉換次數,以減少損失,這種技術就是輕載高效的工作模式。
- Buck轉換器輕載工作模式:
- Forced CCM
- Pulse Skipping Mode
- Burst Mode
- Forced CCM:
- 電感電流在HS MOSFET關斷時可反向流動。
- 電感電流降至0A時LS MOSFET仍維持導通,電感反向激磁,電流反向流動。
- 輸出ripple和操作頻率變化不大,容易濾除雜訊,適用於低干擾要求或低ripple要求的應用。
- 電流持續流經LS MOSFET,效率較低。


- Pulse Skipping Mode:
- 輕載時,某些週期HS MOSFET略過不導通,減少切換損失,提高效率。
- 導通週期有較大的Duty-Cycle,可以略過一個或多個週期(不工作) 。當輸出電壓低於調節值時,開始下一個新的週期。
- 輸出電壓ripple頻率與電壓成正比。不工作的期間只有靜態電流Iq的損耗,只需對輸出電壓進行調整,不需對電流進行處理。
- 提高了輕載效率,但因頻率不固定,雜訊較大。
- Burst Mode:
- 縮短工作模式的時間,延長系統待機的時間,擁有最低功率損耗。
- 利用hysteresis 比較器,控制工作時間。
- 用脈衝突發抬高輸出電壓直到設定的上限電壓。
- 此種模式中雜訊最大。
- 需要額外電壓偵測:高於某電壓則關掉振盪器停止工作;低於某電壓則開始工作。


Burst Mode:提供最好的輕載效率,但輸出ripple高。
Pulse Skipping Mode:提供最低的電壓ripple,但輕載效率較低。

- PFM of COT:
本身所代理的AOS萬有半導體產品線,它專有的COT架構分別適用在各類的降壓產品需求上,同時也可提供更快速的負載暫態響應性能,穩定又低輸出漣波電壓操作的特性,特別是只需要小型化的陶瓷電容,更可進一步減低整體解決方案的體積與成本。
Q&A:
- 有看到有些IC廠家會有不同的輕載高效模式名稱,例如:AAM。那是什麼樣的輕載技術實現?
Ans:AAM是MPS特有的Advanced Asynchronous Modulation,它的技術可以概括為:電源輸出輕載電流時,會工作在PFM mode,在輸出重載時,會工作在PWM mode。
- 為何在PFM工作模式下,有時會有低頻的噪音?
Ans:當為了高效能,而將開關頻率逐漸降低。當頻率降低到達20至20kHz的範圍,這是可聽頻率,所以有可能會聽到電感器工作時的聲學噪聲。
- 電感器的聲學噪聲,產生的原因為何?
Ans:主要的原因有:磁芯的磁致伸縮(磁應變) ,磁芯磁化引起的吸引力,漏磁通引起的繞組振動。
- 如上題,除電感的聲學噪音之外,其餘放大的聲音和噪音的產生原因為何?
Ans:其它產生的原因尚有:與其他元件的接觸,漏磁通對周圍磁性體的影響,包括基板在內的整機固有振動頻率匹配,這些都是因素之一。
- 如何避免上述的Acoustic noise?
Ans:常見的方式,可以稍為提高工作頻率,避開音頻段,或是將輸出電容的材質,將常用的MLCC部份換成鋁質固態電解電容,也可以解決這樣的問題。