PFM技术与混合控制

　　

—脉冲频率调制，是英文“Pulse Frequency Modulation”的缩写，其输出脉冲频率是可变

的，而PWM脉冲的频率则是恒定的。PFM脉冲对应两种情况：一种是脉冲的宽度（高电平持续

时间）固定，如果将PFM脉冲用于控制转换开关变换器，则通常指转换开关导通时问固定；另

一种是脉冲的宽度不固定，而是脉冲低电平持续时间固定，如果将PFM脉冲用于控制转换开关

变换器，则通常指转换开关关断时间固定。
　　无论转换开关变换器采用哪一种PFM方式，均是通过改变转换开关工作频率来改变占空比

，从而实现对输出电压调节或稳定。PFM的特点是占空比可在较宽的范围内变化，输出电压的

可调范围也比PW M方式大。但与固定频率的PWM方式相比，为确保滤波电路在较宽的范围内正

常工作，滤波器元件的容量和体积较大，而且PPM的控制、系统的稳定性、主电路参数的设计

和选择等所面临的间题也较为突出；同时，实现PFM的电路相对要复杂得多，因此，PFM的应

用受到限制。
　　然而，正是由于PFM脉冲频率可变，所以在转换开关变换器轻载或待机时，可使其工作频

率足够低，从而大大降低轻载或待机损耗。随着负载电流的增加。逐渐提高并关频率。但如

果在重载时，工作频率太高将会引起转换开关损耗急剧增加。为了解决上述问题，最佳的选

择是采用PWM/PFM混合调制，即在空载或待机时，使转换开关变换器工作于PFM方式；而在负

载电流达到某一设定值时，使转换开关变换器工作于PW M方式，这样就可以充分发挥两种调

制方式的优势。事实上，目前大多数公司生产的转换开关变换器控制芯片，均具有这种混合

调制功能.
　　如果转换开关变换器的输出是正弦波电压，则要求其转换开关器件导通比按照正弦规律

变化，从而提出了正弦波脉冲宽度调制（SPWM）技术。SPWM是采用正弦调制波对脉冲宽度进

行调制，得到按正弦规律变化的等效SPWM波形，再控制转换开关变换器中转换开关器件的通

断，使其输出脉冲电压的面积与所希望输出的正弦波在相应区间内的面积相等，从而得到满

足预期要求的正弦波电压。通过改变调制波的频率和幅值，可调节转换开关变换器输出电压

的频率和幅值。实现SPWM的方案有下面几种。