**關注“電源先生”,解析開關電源**
01
/ 輕載模式存在的意義? /
想象一下,你的手機在待機時,如果一直滿負荷運行處理器,電量可能撐不過半天。但現實中,手機待機時卻能輕松續航(待機)幾天,這背后離不開電源管理芯片的輕載優化技術。跳脈沖模式(Pulse Skip Mode)和突發模式(Burst Mode)就是其中的兩大“省電高手”。
它們的核心目標:在輕載或空載時減少開關次數也就是減少開關損耗,提升效率,從而延長設備的待機時長。但兩者的實現方式不同,適用場景也各有側重。
02
/ 工作原理&關鍵差異對比 /
03
/ PSM:電源的“選擇性罷工” /
定義:當BUCK電源的負載電流比DCM模式負載電流更小時,控制器主動跳過部分開關周期,僅在輸出電壓跌落時觸發能量補充。
特征:
? 周期性的“脈沖群”與“靜默期”交替(圖 1)
? 開關頻率隨負載動態變化
? 需專用控制邏輯實現(DCM自然存在于傳統PWM控制架構中)
圖 1,跳脈沖模式(Skip Mode)
圖 2,TPS54560規格書
圖 2所示,在一些TI器件規格書中(如TPS54560),Pulse Skip Mode又被稱為Pulse Skip Eco-mode,或直接寫成Eco-mode。
優缺點:
? 優點:紋波較小,適合對電壓穩定性要求中等的場景(如通信基站電源)。
? 缺點:效率略低于突發模式,無法徹底關閉開關管。
04
/ Burst Mode:極簡主義的“深度睡眠” /
原理:突發模式更像是一種“開關管罷工+間歇性復工”的策略。當負載極低時,電源芯片會完全關閉開關管,僅靠輸出電容維持電壓;當電容電壓跌至閾值時,芯片短暫喚醒并快速補能,隨后再次進入休眠。
特征:
? 遲滯比較器控制:通過設定上下閾值(如VFB_TH)控制開關管的啟停(見圖 3)。
? 超長休眠期:休眠時間可達工作時間的3倍以上,大幅降低開關損耗。
圖 3,UCC28881 Burst Mode Timing
圖 4,Burst Mode
05
/ BUCK芯片示例 /
圖 5,TLV62569 PWM / CCM Operation
圖 6,TLV62569 Burst Mode Operation
圖 5所示,是TLV62569芯片工作在PWM / CCM模式下對應的開關節點、輸出端和電感電流波形,可見輸出電壓紋波類似于正弦波,峰峰值只有幾mV或十幾mV。
圖 6所示,通常具有這種三角波而且峰峰值達到幾十mV時,就表示電路進入了Burst Mode。
圖 7,LM5164 Burst Mode and CCM Operation
圖7所示,是基于LM5164芯片的Burst Mode和CCM運行波形。
06
/ 小結 /
本文對比了電源管理中的跳脈沖模式(PSM)與突發模式(Burst Mode)。
PSM通過動態跳過部分開關周期減少損耗,紋波較小(約10mV),效率較高(約90%),適用于中等輕載場景(如50mA);突發模式則完全關閉開關并間歇重啟,紋波較大(20mV以上),但輕載效率更優(95%以上),適合極輕載或空載(如1mA)。
兩者均旨在提升輕載效率,但PSM依賴動態脈沖密度調整,而突發模式采用遲滯比較器控制開關啟停。未來電源或趨向智能化,自動適配最優模式以平衡效率與穩定性。