在开关电源（DC-DC）的调制方式领域，脉冲宽度调制（PWM）和脉冲频率调制（PFM）占据着极为重要的地位。PWM 以固定频率为基础，通过改变脉冲宽度（即占空比）来实现输出调节；而 PFM 则侧重于改变开关频率（可固定脉宽或关断时间）以达成调控目的。
一、工作原理
PWM（脉宽调制）
PWM 的核心在于固定开关频率，通过调节脉冲宽度（占空比）来控制输出电压。占空比公式为 D = Ton/T，其中 Ton 代表导通时间，T 表示周期。这一调制方式在重负载以及对电压稳定性要求极高的场景中发挥着关键作用。
PFM（脉频调制）
PFM 的关键在于改变开关频率，即周期可变，通常会保持导通时间 Ton 或关断时间 Toff 不变。其频率计算公式为 f = 1/（Ton + Toff），能够依据负载变化实现动态调整。PFM 特别适用于轻负载和低功耗需求的场景。
二、波形特征
PWM 波形
PWM 波形的显著特点是周期保持恒定，占空比则会根据负载变化而调整。例如，在重负载条件下占空比会增大，而在轻负载时占空比则会减小。此外，PWM 输出的纹波相对较小，且噪声频率固定。
PFM 波形
PFM 波形的周期并非固定，导通时间固定，频率会随负载降低而减少。在轻负载情况下，脉冲间隔会显著拉长，而当负载加重时，频率则会相应升高。
三、适用场景
重负载场景
在重负载场景下，PWM 凭借其连续开关特性展现出更高的效率。这种连续性使得电流传输保持连续，功率损耗相对稳定，十分契合高负载应用的需求。
然而，PWM 在轻载时存在一个明显缺点，即开关损耗占比会升高，导致效率显著下降。
轻负载场景
PFM 在轻负载场景中则更具效率优势。通过减少开关次数，PFM 能够有效降低损耗，特别适合低电流需求的情况，如设备的待机状态。
但 PF M也存在不足之处，在重载时导通损耗会增加，其效率会低于 PWM。
四、优缺点及总结
PWM 和 PFM 的核心差异体现在控制变量的选择上：PWM 以稳定的频率为基础，从而实现效率与噪声的可控性；PF M则凭借频率的灵活性来优化轻载功耗。在实际应用中，为了充分发挥两者的优势，部分电源芯片会采用一种智能切换策略，即在重载时切换至 PWM 模式，而在轻载时自动启用 PFM 模式。这种设计能够在不同负载条件下平衡效率与性能，为电源管理提供了更为优化的解决方案。
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