常見(jiàn)的 DCDC 電源效率優(yōu)化控制策略，主要是通過(guò)適配負(fù)載變化、優(yōu)化開(kāi)關(guān)節(jié)奏，在不同工況下減少開(kāi)關(guān)損耗與導(dǎo)通損耗，主要分為基礎(chǔ)調(diào)制策略和進(jìn)階優(yōu)化策略兩大類。脈沖密度調(diào)制（PDM）原理：通過(guò)控制固定周期內(nèi)開(kāi)關(guān)脈沖的數(shù)量（密度）來(lái)調(diào)節(jié)輸出能量，脈沖密度與輸出電壓正相關(guān)。效率優(yōu)勢(shì)：相比 PFM來(lái)說(shuō)，輸出紋波更小，并且在中輕負(fù)載區(qū)間可平衡效率與紋波性能。適用場(chǎng)景：對(duì)輸出紋波要求較高的輕中負(fù)載場(chǎng)景，如精密儀器、模擬電路供電。在醫(yī)療器械中應(yīng)用，為監(jiān)護(hù)儀、超聲設(shè)備提供可靠電源。龍崗區(qū)工業(yè)自動(dòng)化DCDC電源選型方法
安全與認(rèn)證需求：符合行業(yè)強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)不同領(lǐng)域有專屬安全認(rèn)證，未達(dá)標(biāo)模塊可能導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法合規(guī)上市：工業(yè)領(lǐng)域：需 CE、UL 認(rèn)證，部分出口歐洲設(shè)備需符合 EN 61000-6-2 抗擾度標(biāo)準(zhǔn)。醫(yī)療領(lǐng)域：必須通過(guò) UL 60601-1 醫(yī)療認(rèn)證，漏電流≤100μA，絕緣電壓≥4000V AC，避免電擊風(fēng)險(xiǎn)。汽車領(lǐng)域：需 AEC-Q100 車規(guī)認(rèn)證（Grade 1/2/3，對(duì)應(yīng)不同溫度范圍），功能安全需符合 ISO 26262（如 ADAS 系統(tǒng)需 ASIL B 級(jí)）。新能源領(lǐng)域：充電樁需符合 GB/T 18487.1，光伏逆變器需符合 GB/T 19939。東莞國(guó)產(chǎn)DCDC電源發(fā)展趨勢(shì)為便攜式打印機(jī)供電，滿足設(shè)備移動(dòng)使用時(shí)的供電需求。
PFM 控制的實(shí)現(xiàn)通常采用滯環(huán)控制方式?？刂破髟O(shè)定一個(gè)電壓滯環(huán)窗口，當(dāng)輸出電壓下降到滯環(huán)下限時(shí)，開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通；當(dāng)輸出電壓上升到滯環(huán)上限時(shí)，開(kāi)關(guān)管關(guān)斷75。這種控制方式不需要復(fù)雜的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，電路結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單199。然而，PFM 控制也存在一些缺點(diǎn)，主要是輸出紋波較大，頻譜分布復(fù)雜，給濾波設(shè)計(jì)帶來(lái)挑戰(zhàn)70。在實(shí)際應(yīng)用中，PFM 控制特別適合于輕負(fù)載或負(fù)載變化較大的場(chǎng)合。例如，在便攜式電子設(shè)備中，當(dāng)設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，負(fù)載電流很小，采用 PFM 控制可以大幅降低功耗102。一些先進(jìn)的 DCDC 控制器還采用 PWM/PFM 混合控制策略，在重負(fù)載時(shí)使用 PWM，在輕負(fù)載時(shí)自動(dòng)切換到 PFM，以實(shí)現(xiàn)全負(fù)載范圍內(nèi)的高效率108。
PDM 控制具有一些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。首先，PDM 的輸出頻譜相對(duì)集中，主要能量集中在基頻附近，有利于濾波設(shè)計(jì)86。其次，PDM 對(duì)單個(gè)脈沖的定時(shí)誤差具有一定的容忍度，抗抖動(dòng)性能好86。此外，PDM 信號(hào)的高頻分量有助于在后續(xù)數(shù)字濾波或模擬低通濾波過(guò)程中自然衰減，有助于抑制量化噪聲86。然而，PDM 控制也存在一些局限性。首先，PDM 需要高采樣率來(lái)保持良好的信號(hào)質(zhì)量，增加了數(shù)據(jù)傳輸負(fù)擔(dān)和系統(tǒng)功耗86。其次，PDM 的功率調(diào)節(jié)特性不理想，呈現(xiàn)出有級(jí)調(diào)功方式，在需要連續(xù)調(diào)節(jié)的場(chǎng)合可能存在分辨率不足的問(wèn)題91。此外，PDM 在功率閉環(huán)或溫度閉環(huán)控制中，工作穩(wěn)定性相對(duì)較差91。為醫(yī)療監(jiān)護(hù)設(shè)備供電，保障數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。
關(guān)鍵性能指標(biāo)選擇 DCDC 電源時(shí)，需重點(diǎn)關(guān)注以下指標(biāo)：轉(zhuǎn)換效率：輸出功率與輸入功率的比值，越高越好，通常在 70%-95% 之間，高效能產(chǎn)品可降低發(fā)熱。輸出紋波與噪聲：輸出電壓的波動(dòng)幅度，紋波越小，對(duì)負(fù)載（如芯片）的干擾越小。負(fù)載調(diào)整率：負(fù)載電流變化時(shí)，輸出電壓的穩(wěn)定程度，數(shù)值越小表示輸出電壓穩(wěn)定性越強(qiáng)，同理，數(shù)值越大則表示穩(wěn)定性越差。輸入電壓范圍：電源能正常工作的輸入電壓區(qū)間，需匹配實(shí)際供電場(chǎng)景（如汽車 12V/24V）。輸出電壓長(zhǎng)期漂移小，確保設(shè)備長(zhǎng)期工作的穩(wěn)定性。深圳升降壓DCDC電源電路圖
具備電壓補(bǔ)償功能，輸入電壓波動(dòng)時(shí)維持輸出穩(wěn)定。龍崗區(qū)工業(yè)自動(dòng)化DCDC電源選型方法
輸出紋波特性分析輸出紋波是評(píng)估 DCDC 電源性能的另一個(gè)重要指標(biāo)，它直接影響到負(fù)載設(shè)備的工作穩(wěn)定性和精度。三種調(diào)制策略在紋波特性上表現(xiàn)出明顯差異，這主要源于它們不同的工作原理和開(kāi)關(guān)模式。PWM 控制具有比較好的紋波特性。由于 PWM 采用固定開(kāi)關(guān)頻率，輸出紋波的頻率和幅度都相對(duì)穩(wěn)定，頻譜集中在開(kāi)關(guān)頻率及其諧波處，易于通過(guò)濾波電路進(jìn)行抑制60。在 PWM 模式下，電感連續(xù)充放電，電流紋波較小，輸出電壓紋波通?？梢钥刂圃谳敵鲭妷旱?1% 以內(nèi)。PFM 控制的紋波特性相對(duì)較差。龍崗區(qū)工業(yè)自動(dòng)化DCDC電源選型方法
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