低功率DCDC电压转换器的效率测量实用指南

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低功率 DC/DC 电压转换器的效率测量实用指南
作者：Michael Day，Jatan Naik，TI 公司 在电池供电的系统中，整个系统的效率是至关重要的参数。它既影响电池的容量要求，又影 响终端产品的运行时间。 只有当电源的效率测量是精确的时候， 才能实现正确的系统效率和 运行时间的计算。大多数电池供电的系统利用一种称为脉冲频率调制(PFM)的电源功能来改 善轻载时的电源效率。这种特性有助于 PFM 模式实现高的电源效率，但是，也为正确地测 量效率带来了若干挑战。 当利用 PFM 在 DC/DC 转换器上进行测量时， 要特别小心以确保精确的测量。 因工作在 PFM 模式的转换器特性的原因，其测试设置不同于工作于 PWM 模式的转换器的测试设置。实际 上，不正确的测试设置可能得出与数据表指标差异很大的、不正确的效率测量数据。本文讨 论 PFM 模式及其如何帮助在轻载时维持高效率。它还为帮助工程师获得精确的效率测量提 供指南。 脉冲频率调制 脉冲频率调制是在 DC/DC 转换器中常用的一种开关方法，目的是改进轻载时的效率。该方 法也被称为突发模式和省电模式(PSM)。 与传统的 PWM 方案相比， PSM 的主要优点之一是： 它降低了轻载时转换器的功耗。 开关转换器有两类电源损耗：静态损耗和动态损耗。静态损耗是不变的，与负载电流没有关 系；相反，动态损耗会随着负载的加重而增加。静态损耗的一个例子是通过 IC 的静态电流， 该电流被用于为内部电路供电，如带隙参考、运算放大器(运放)、内部时钟等等。动态损耗 依次可以被分为两类：导通损耗和开关损耗。导通损耗由负载决定，并且包含由电源的功率 MOSFET 和电感器两端的电压降引起的损耗。负载电流越大，导致的导通损耗就越高。转 换器还有由频率决定的开关