美信的很多DC-DC芯片,比如MAX17633,支持多种工作模式,包括PWM、PFM、DCM等,其理解跟传统定义有些差别。这几种模式的区别除了工作频率,还有MOSFET的工作状态。
PWM工作在固定频率。Ton时间内上管导通,下管不导通;Toff时间内上管不导通,下管导通,形成理想续流(同步整流)。大电流时效率高,纹波小。
PFM工作频率不固定。 Ton时间内上管导通,下管不导通;Toff时间内上下管都不通。小电流时效率高,但整体纹波大。
DCM模式也是固定工作频率,类PWM。但是Ton时间内上管导通,下管不导通;Toff时间内上下管都不通,类PFM。性能也在PWM和PFM之间。
在大电流时,电感电流比较大,其在整个工作过成中电流都大于0,由于PWM同步整流的压降小,效率高,所以最适用;而DCM模式中,由于下管不通,续流要依靠下管的体二极管进行,所以压降大,效率会低些。
在小电流时,电感电流小,在Toff期间会下降到0,对于PWM模式,由于下管导通,会出现反向放电而连续;而对于DCM模式,由于下管不通,所以电感电流维持为0而间断。由于驱动下管会有一定功耗,所以PWM模式在轻载时效率会低一点,此时DCM模式效率比PWM模式要高一些,而纹波比PFM要好些。
一般的应用对很轻载时的效率不敏感(本身功耗低,没有发热问题),所以多数选用PWM;对于特殊应用,比如电池供电的穿戴式产品,其多数处于很低功耗状态,偶尔需要通信等大功率应用,才会考虑PFM或DCM来延长电池使用时间。