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BUCK变换器轻载时三种工作模式原理 上海(200031) 刘松 摘要：降压型Buck变换器在轻载有三种工作模式：突发模式、跳脉冲模式和强迫连续模式。文中详细的阐述了这三种模式的工作原理，同时介绍了这三种模式的优点及缺点。通过滞洄比较器监控输出电压突发模式效率高，纹波大。强迫连续模式效率低，纹波小。跳脉冲模式效率和纹波介于上述两种模式之间。.3V 到2.5V的Buck变换器 关键词：突发模式 跳脉冲模式 强迫连续模式 轻载 Abstract: The principles of three modesburst mode, pulse skip mode and force continuous mode, at light output load of Buck converter are discussed in detail in this paper. The advantages and disadvantages of three modes are presented and also compared at the same time. The longest off time duration, highest efficiency and highest output ripple voltage are featured for burst mode detecting output voltage via hysteresis comparator. The least efficiency and least output ripple voltage is featured for force continuous mode with positive and negative current through the inductor. The efficiency and output ripple voltage of pulse skip mode with skipping some switching pulse is between that of two modes above. The test result and the design of Buck converter from 3.3V to 2.5V are given in the end. Key Words: Burst Mode, Pulse Skip Mode, Force Continuous Mode, Light Output Load 目前高频高效的Buck变换器的应用越来越广泛。通常系统在满输出负载时，系统工作于CCM即连续电流模式但是当系统的输出负载从满载到轻载空载变化的过程中系统的工作模式也会发生改变目前降压型Buck变换器在轻载有三种工作模式：突发模式、跳脉冲模式和强迫连续模式。本文将详细的阐述了这三种模式的工作作原理及其优点及缺点实际的应用中应该根据系统对输出纹波和效率的具体要求来选取相应的工作模式 1 跳脉冲模式 对于恒定频率的常规的Buck控制器，通常电感的电流工作于CMM连续电流模式，电感的平均电流即为输出的负载电流。当负载电流降低时，电感的平均电流也将降低；当负载电流降低时一定值，变换器进入临界电流模式。此时，若负载电流进一步的降低，电感的电流回到0，开关周期没有结束，电感的电流在0值处保持一段时间，然后开关周期结束，进入下一个开在周期，此时变换器为非连续电流模式。[1] 变换器进入非连续电流模式后，若负载电流仍然进一步的降低，为了维持输出电压的调节，高端的开关管的开通时间将减小，直到达到控制器的最小导通时间。高端的开关管的开通时间达到控制器的最小导通时间后，若负载电流仍然的降低，控制器就必须屏蔽掉即跳掉一些开关脉冲，以维持输出电压的调节。这种控制方法即为跳脉冲模式。 跳脉冲模式可以在最宽的输入电流范围内提供恒定频率的不连续电流操作，防止反向电感器的电流。由于控制器允许调节器跳掉一些不需要的脉冲，相比于连续模式操作，提高轻载的效率，但其轻载的工作效率不如突发模式操作，其轻载的输出纹波不如连续模式操作。跳脉冲模式的确提供了一种工作效率和噪声的折衷方案。 2 突发工作模式 Buck突发模式的原理图见图所示。VFB输出电压反馈，电压误差放大器，突发工作模式比较器，，VH的滞洄电压，通过检测ITH的电压来检测输出负载的变化。正常工作时，ITH高于VB-VH/2，输出为低电压，系统不会进入突发工作模式。当输出负载降低时，输出电压将提高，VFB相应的也提高，由于为负反馈，因此ITH随之降低，但此时ITH仍然高于VB-VH/2，突发工作模式比较器仍然输出为低电压，系统仍然不会进入突发工