開(kāi)關(guān)電源中，Pulseskip mode跳脈沖模式、Burst mode突發(fā)模式和Hiccup mode打嗝模式，這3種模式分別針對(duì)不同的工作條件，下面對(duì)它們做詳細(xì)的說(shuō)明。

Pulse skip mode跳脈沖模式、Burst mode突發(fā)模式主要針對(duì)輸出輕載或空載條件下的工作狀態(tài)。

Hiccup mode打嗝模式主要針對(duì)輸出短路條件下的工作狀態(tài)。

1、 Pulse skip mode跳脈沖模式

非同步降壓型Buck變換器在滿(mǎn)負(fù)載輸出時(shí)，電感電流工作于CCM連續(xù)電流模式。系統(tǒng)輸出負(fù)載從滿(mǎn)載到輕載、然后到空載變化過(guò)程中，電感平均電流即輸出負(fù)載電流逐漸降低，電感電流從連續(xù)電流工作模式進(jìn)入DCM非連續(xù)電流工作模式，也就是電感電流回到0后，下端續(xù)流二極管自然關(guān)斷，由于開(kāi)關(guān)周期還沒(méi)有結(jié)束，電感電流在0值保持一段時(shí)間，直到開(kāi)關(guān)周期結(jié)束，進(jìn)入下一個(gè)開(kāi)關(guān)周期。

開(kāi)關(guān)電源工作在非連續(xù)電流模式后，若負(fù)載電流進(jìn)一步降低，為了維持輸出電壓的調(diào)節(jié)，上管的開(kāi)通時(shí)間將減小，直到達(dá)到控制器的最小導(dǎo)通時(shí)間。上管的開(kāi)通時(shí)間達(dá)到控制器的最小導(dǎo)通時(shí)間后，若負(fù)載電流仍然在降低，控制器就必須屏蔽掉、即跳掉（去除）一些開(kāi)關(guān)脈沖，以維持輸出電壓的調(diào)節(jié)，這種控制方法即為跳脈沖模式Pulse skip mode。

如果是同步降壓型Buck變換器，下管為功率MOSFET，在電感電流過(guò)0后，若下管繼續(xù)維持導(dǎo)通狀態(tài)，輸出電容的電壓通過(guò)電感和下管組成回路反向激磁，形成反向電流，也就是輸出反灌電流，這將影響系統(tǒng)在輕載和空載的效率。因?yàn)檩敵龇垂嚯娏鳑](méi)有參與輸入到輸出的能量傳輸，相當(dāng)于每個(gè)開(kāi)關(guān)周期在系統(tǒng)中空轉(zhuǎn)，回路的電阻產(chǎn)生直流損耗。

圖1 Pulse skip mode跳脈沖模式

同步降壓型Buck變換器，如果系統(tǒng)檢測(cè)到輸出負(fù)載低于一定值時(shí)，下管停止工作，相當(dāng)于進(jìn)入到非同步工作方式。

例如，Buck變換器的輸入電壓為3.3V，輸出電壓為2.5V的，輸出滿(mǎn)負(fù)載電流Io=1.25A，輕載電流Io=50mA，工作頻率為1MHz，電感L=2.2uH，輸出電容為22uF，陶瓷電容。如圖1所示，在50mA的輕載輸出電流下，系統(tǒng)工作在跳脈沖模式時(shí)，電感電流為DCM模式，每個(gè)開(kāi)關(guān)周期，電感電流過(guò)0并保持一段時(shí)間后才進(jìn)入下一個(gè)開(kāi)關(guān)周期。

2、Burst mode突發(fā)模式

為了提高系統(tǒng)輕載和空載效率，當(dāng)輸出負(fù)載降到一定值時(shí)，同步降壓型Buck變換器進(jìn)入到Burst mode突發(fā)模式，如圖2所示。此時(shí)，系統(tǒng)連續(xù)工作幾個(gè)開(kāi)關(guān)周期，輸出電壓逐漸升高，輸出電壓升高到一定值時(shí)，系統(tǒng)停止工作，其停止工作的時(shí)間較長(zhǎng)；系統(tǒng)停止工作后，輸出電壓逐漸下降，直到輸出電壓降低到某一值時(shí)，系統(tǒng)再開(kāi)始工作，如此反復(fù)，這種工作模式即為Burst mode突發(fā)模式。

同時(shí)，系統(tǒng)在此模式下工作，如果檢測(cè)到電感電流過(guò)0，立刻關(guān)斷下管，防止產(chǎn)生反向電流，提高系統(tǒng)效率。

Burst mode突發(fā)模式系統(tǒng)工作的時(shí)間很短，停止工作的時(shí)間很長(zhǎng)，因此極大的降低了開(kāi)關(guān)損耗，提高系統(tǒng)的效率。另一方面，由于上管停止工作的時(shí)間很長(zhǎng)，在此期間，輸出電容將維持輸出負(fù)載的能量，因此輸出電容的紋波電壓大，即輸出紋波電壓大。

同樣的，Buck變換器的輸入電壓為3.3V，輸出電壓為2.5V的，輸出滿(mǎn)負(fù)載電流Io=1.25A，輕載電流Io=50mA，工作頻率為1MHz，電感L=2.2uH，輸出電容為22uF，陶瓷電容。系統(tǒng)工作在突發(fā)模式時(shí)，上管開(kāi)關(guān)工作的時(shí)間為3uS，而上管停止開(kāi)關(guān)工作的間歇時(shí)間為9uS，輸出電壓紋波峰峰值高達(dá)20mV。

圖2 突發(fā)模式

從圖3可以看到2種模式輕載時(shí)效率和輸出電壓紋波比較，Burst mode突發(fā)模式的輕載效率高于Pulse skip mode跳脈沖模式，其輸出電壓紋波也大于Pulse skip mode跳脈沖模式。

(a) 效率比較

(b)輸出紋波比較

圖3 輕載模式效率和輸出紋波

3、Hiccup mode打嗝模式

電流模式的開(kāi)關(guān)電源變換器逐個(gè)脈沖限流功能無(wú)法提供有效的輸出短路保護(hù)，為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全操作，當(dāng)控制器檢測(cè)到輸出短路過(guò)流時(shí)，關(guān)斷上管（主開(kāi)關(guān)管）的工作，系統(tǒng)停止工作一段時(shí)間，然后，系統(tǒng)重新起動(dòng)開(kāi)始工作。如果輸出短路消除，系統(tǒng)就進(jìn)入到正常工作；如果輸出短路依然存在，系統(tǒng)重復(fù)以上過(guò)程，如此反復(fù)，這種工作（保護(hù)）方式稱(chēng)為Hiccup打嗝工作模式。

圖4Hiccup mode打嗝模式波形

圖5 Hiccup mode打嗝模式放大波形

圖4和圖5為Hiccup mode打嗝模式工作波形，可以看到，系統(tǒng)檢測(cè)到輸出短路過(guò)流后就停止工作，然后重啟工作，如此反復(fù)。

審核編輯：劉清