隔离型PFM反激DCDC转换器电路原理图

另一方法是采用具有脉冲频率调制(PFM)控制器的DC-DC转换器¹。PFM控制器采用两个单稳态电路，只有当负载从DC-DC转换器的输出消耗电流时才工作。PFM基于两个开关时间(最大导通时间和最小关闭时间)和两个控制环路(稳压环路和最大峰值电流、关闭时间环路)。

PFM的特点是控制脉冲的频率可变。控制器中的两个单稳态电路确定了T_ON (最大导通时间)和T_OFF (最小关闭时间)。T_ON单稳态电路触发第二个单稳态电路T_OFF。只要电压环路的比较器检测到V_OUT跌落到稳压范围以下，将触发T_ON单稳态电路。导通脉冲的最大值固定，如果峰值电流环路检测到达到电感电流门限的数值，则可缩短该脉冲时间。

PFM控制器的静态电流损耗受限于基准偏置电压和误差比较器的电流(几十µA)。相比之下，PWM控制器的内部振荡器则必须连续工作，电流损耗达到几个毫安。本文介绍的方案在采用PFM控制器拓扑时，12V电源供电下的电流损耗小于1mA。

现场应用系统，例如：浇水系统，往往用于恶劣环境，所以这些系统的DC-DC转换器要求电气隔离。变压器可提供隔离，但须保证在不影响隔离的情况下，将电压基准从副边反馈至原边。解决这一问题的常见方法是采用辅助绕组或光电耦合器。

电源拓扑属于降压结构。本例中所使用电池组的标称电压为12V，而系统内部电路的工作电压为3.6V标称电压。图2所示为DC-DC开关电源的示意图，表2列出了材料清单和相应的元件值。控制环路调节电压时，光电耦合器需要一个恒定电流流过变压器原边的LED。电流下限由光电耦合器在低端偏置电流的CTR (10mA时为63%，1mA时为22%)和响应时间的减小(20mA时为2µs，5mA时为6.6µs)决定。


图2. 隔离型PFM反激DC-DC转换器原理图