脉冲宽度调制（PWM）与脉冲频率调制（PFM）详解
在电力电子领域，脉冲宽度调制（PWM）和脉冲频率调制（PFM）是两种关键的调制技术，它们在开关稳压器等设备中发挥着重要作用，各自具有独特的优缺点。
一、调制模式基础
（一）脉冲宽度调制（PWM）
PWM 调制模式通过调节脉冲的占空比来实现对功率管开关时间的控制，同时保持脉冲频率恒定。占空比定义为开通时间Ton与开关周期T的比值，即 D=Ton / T，其中Ton + Toff = T。通过改变占空比并输出多个高频脉冲，利用开关接通期间存储能量、开关切断时释放能量的方式，实现平稳的电压输出。PWM 模式下，电感持续充放电，因此在重负载条件下效率较高、纹波较低，但会产生较大的电磁干扰（EMI）和噪声。
（二）脉冲频率调制（PFM）
PFM 调制模式则通过改变脉冲频率来控制功率管的开启时间，而保持脉冲的占空比不变。由于 PFM 调制方式下功率管是间歇性工作的，电感也是间歇性充放电。因此，在轻负载条件下，PFM 的效率比 PWM 更高，且 EMI 和噪声水平更低。然而，PFM 模式下的纹波相对较大。
二、开关稳压器控制方式
开关稳压器是一种通过控制功率开关管的通断来实现稳压功能的设备。为实现稳压，开关稳压器需要一个控制系统，通常采用负反馈机制。当输出电压上升时，负反馈系统会降低功率管的占空比或降低开启频率；当输出电压下降时，则增加占空比或提高开启频率，从而形成一个闭环控制系统，确保输出电压的稳定。
常见的开关稳压器控制方式包括 PWM 和 PFM 两种：
PWM 控制的开关稳压器具有固定的开关频率，通过改变占空比来调节输出电压。这种控制方式在重负载条件下能够提供较高的效率和较低的纹波，但 EMI 和噪声相对较大。
PFM 控制的开关稳压器则通过改变脉冲频率来调节输出电压，保持导通和关断时间固定。在轻负载条件下，PFM 控制方式能够实现更高的效率，并且 EMI 和噪声较低，但纹波相对较大。
综上所述，PWM 和 PFM 调制技术在开关稳压器等电力电子设备中具有广泛的应用。根据不同的负载条件和性能要求，合理选择调制方式对于优化系统的效率、纹波、EMI 和噪声等性能指标具有重要意义。
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