开关式稳压器的基本：PWM和PFM

兹说明电压控制方法做为开关式稳压器的基本。不论开关式稳压器与否，电压稳压器的功能为产生安定化之输出力电压。因此，在「反馈控制方式」一项中业已说明，必须将输出电压反馈至控制电路来进行电路控制。在此要说明的是有关电压控制的方式，例如该进行何种控制才能将输入电压调整为5V等。

开关式稳压器如名称所示，系藉由开关输入电压，也就是ON / OFF来变换成所希望的输出电压。此结构在「运作原理」一项中业已说明，简单来说就是切割后平均化以均衡已设定输入电压之输出电压。此输入电压之切割法主要有2个方法。

·PWM控制（脉冲振幅调变）

PWM是最一般性的电压控制方法。在一定周期下，将开关设为ON，从输入取出符合输出所需功率之部分。因此，ON和OFF之比率，占空比（占空比）会随必要之输出功率而变化。

由于频率一定，故有可预测即将产生之开关杂讯，滤波处理容易等优点。缺点方面，由于频率一定，重负载时和轻负载时之开关次数皆相同，自我消耗电流不变，故轻负载时其开关损失受到控制，效率降低。

●频率一定且依占空比调整输出电压

• ·由于频率一定，故容易过滤杂讯
• ·因频率一定，故轻负载时开关损失导致之效率劣化显著

·PFM控制（脉冲频率调变）
PFM有固定ON时间型和固定OFF时间型。以固定ON时间型为例（参照下图），ON时间一定而OFF时间变化。换言之，在下一个ON来临前的时间会变化。当负载变大时，将会增加时间内的ON次数来迎和负载。也就是重负载时频率会变高，轻负载时频率会变低。

优点在于轻负载时由于不太需要追加功率，开关频率变低，开关次数减少，开关损失减少，故轻负载时亦可维持高效率。缺点在于因频率会变化，开关相关杂讯不稳定且难以滤波。总之，难以消除杂讯。此外，当频率冲破20kHz的时则进入人耳的听觉范围，可能会开始产生鸣音，音响机器的话则有可能会影响S / N。因此，可以说PWM比较容易操作。

●将ON（或OFF）时间设为一定，调整OFF（或ON）时间

• ·轻负载时由于会降频率运作，故开关损失会减少而维持效率
• ·由于频率不稳定，故杂讯滤波困难而有进入听觉范围的可能性

该利用哪一方必须在理解各特性后进行取舍，不过有些IC为了能够利用双方的优点，于稳定运作时采PWM运作，于轻负载时开关成PFM来维持效率。

●PWM和PFM的效率特性想像图

• ·PWM于轻负载时亦以一定之周期开关，故效率低下。
• ·PFM于轻负载时会降频率运作，故开关损失减少而维持效率
• ·有些IC类型藉由稳定时采PWM，轻负载时开关成PFM，使杂讯变少，改善轻负载时的低效率。