Varios modos de funcionamiento de fuentes de alimentación conmutadas

Dos tipos de fuentes de alimentación conmutadas

Fuente de alimentación conmutada de alta frecuencia (HF-SMPS)

HF-SMPS es un modo de fuente de alimentación altamente robusto y de alta eficiencia que se usa comúnmente en dispositivos electrónicos como la comunicación para la fuente de alimentación LDO de chips de administración de energía (PMIC), circuitos lógicos de 1.8v, circuitos de RF y cargas externas. HF-SMPS no admite retroalimentación remota, por lo que los condensadores de salida deben colocarse cerca de los pines del chip. Dado que el HF-SMPS estima la corriente por la diferencia de voltaje a través del inductor, colocar el capacitor de forma remota aumentará la DCR del circuito de retroalimentación, lo que provocará errores.

Fuente de alimentación de conmutación de transitorios rápidos (FT-SMPS)

FT-SMPS es un modo de fuente de alimentación de respuesta transitoria rápida de alta precisión que admite procesadores de aplicaciones de alimentación, GPU, CORE, módems, etc. FT-SMPS admite fuentes de alimentación de conmutación multifase y admite retroalimentación diferencial remota para detectar terminación de carga dinámica, por lo que sus condensadores de salida se colocan cerca del lado de carga. Los modos de retroalimentación de HF-SMPS y FT-SMPS se muestran en la Figura 1.

Modo operativo

Modo PWM (modulación de ancho de pulso)

Cuando el circuito está funcionando a carga media o carga pesada, la fuente de alimentación estará en modo PWM cuando la corriente del inductor sea continua. La frecuencia de conmutación está optimizada para respuesta transitoria, ondulación, eficiencia, dispositivos externos y otros factores para obtener el mejor rendimiento de la fuente de alimentación. Según si la corriente del inductor es continua, el modo PWM se puede dividir en modo de conducción constante (CCM) y modo de conducción discontinua (DCM), las formas de onda de voltaje y corriente que se muestran en la Figura 2, Figura 3. En detalle, se ha explicado la oscilación del modo DCM en el artículo anterior “Principio de oscilación de la fuente de alimentación BUCK”. Aquí no se presentará.

Modo PWM de salto de pulso (PWM de salto de pulso)

Cuando el circuito está funcionando con una carga ligera, la eficiencia en el modo PWM es muy baja (la conducción MOS, las pérdidas de conmutación dominan), por lo que la eficiencia se mejora al omitir algunos pulsos innecesarios (reducir el número de conmutaciones). Debido a que el pulso de salto sigue siendo parte del modo PWM, aún mantiene la ondulación del voltaje de salida poco profunda. La forma de onda del modo PWM con salto de pulso se muestra en la Figura 4, donde la frecuencia de cada pulso es constante, pero el ciclo de trabajo disminuye gradualmente.

Modo PFM (modulación de frecuencia de pulso)

El modo PWM es un modo de pulso de frecuencia constante; HF-SMPS y FT-SMPS también admiten el modo PFM, la variable de frecuencia de pulso. Debido a la capacidad de reducir tanto las pérdidas de conmutación como las pérdidas de corriente en el suelo, el modo PFM es más eficiente con cargas ligeras. Como se muestra en la Figura 5, observamos que el modo PFM es similar al modo PWM de pulso de salto descrito anteriormente, excepto que la frecuencia de pulso es variable en el modo PFM. La ondulación del voltaje de salida de PFM es la más grande en comparación con los modos mencionados anteriormente.

Modo automático

El modo automático es un mecanismo que cambia automáticamente el modo de funcionamiento del circuito entre PWM y PFM de acuerdo con la carga cambiante sin necesidad de software. Los PMIC que se utilizan en los teléfonos inteligentes actuales generalmente tienen esta función. Como se muestra en la Figura 6, cuando la corriente de salida cambia entre 40 mA y 400 mA, PFM y PWM también cambian. Además, para evitar que el voltaje de salida caiga en el modo PFM, el controlador aumenta automáticamente el voltaje de salida de PFM; este equilibrio solo está disponible en fuentes de alimentación HF-SMPS.

Modo HC-PFM (PFM de alta corriente )

El modo HC-PFM es un modo PFM breve que se produce durante la conversión de PFM a PWM. Cuando el circuito está funcionando en modo PFM, la carga se agrava repentinamente, lo que hace que el voltaje de salida baje. Dado que es imposible cambiar rápidamente al modo PWM, se necesita algo de tiempo para calentar el circuito PWM. Para evitar este proceso de calentamiento, el voltaje de salida será demasiado bajo, controlando la corriente PFM entre el PFM normal y el PWM; este proceso de unos pocos nosotros se llama HC-PFM, como se muestra en la Figura 7.

Medición de voltaje de salida y ondulación

En la depuración del tablero P0 del desarrollo del teléfono celular, la prueba de la integridad de la fuente de alimentación es la máxima prioridad, que incluye principalmente el tiempo de encendido de cada fuente de alimentación, el voltaje de la fuente de alimentación en varios estados del teléfono, la fuente de alimentación de carga pesada rizado, y la corriente del inductor.

En el proceso de medición, debemos prestar atención a los siguientes puntos:

  1. La medición de voltaje debe seleccionarse en la capacitancia de carga; el suelo debe seleccionarse cerca del suelo.
  2. El osciloscopio debe ajustarse al límite de ancho de banda de 20 MHz.
  3. Intente utilizar una sonda de tierra corta; el proveedor general recomendó usar una línea de cable coaxial RF para medir, pero debido al costo y la complejidad. Por lo general, medimos y su fuente de alimentación sensible solo cuando se usa, además del uso de resortes de tierra también es una buena opción.

Share:

Facebook
Twitter
Pinterest
LinkedIn
Ena Leung

Ena Leung

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

two × three =

On Key

Related Posts

The Newest & Hottest Products In 2022

All your answers are in SANPU’s monthly report, 2022

We picked up the most popular items from 1,000+ items of our clients, to help you find the wining product.

Ask For A Quick Quote

We will contact you within 1 working day, please pay attention to the email with the suffix “@smpspower.com”.