펄스 주파수 변조

Pulse-frequency modulation

펄스 주파수 변조(PFM)는 두 수준(1과 0)만 사용하여 아날로그 신호를 나타내기 위한 변조 방법이다.아날로그 신호의 크기가 사각파의 듀티 사이클로 인코딩되는 펄스 폭 변조(PWM)와 유사하다.일정한 주파수에서 사각 펄스의 폭이 변화하는 PWM과 달리, PFM은 주파수를 변화시키면서 사각 펄스의 폭을 고정한다.즉, 펄스열의 주파수는 샘플링 간격에서 변조 신호의 순간 진폭에 따라 변화한다.펄스의 진폭과 폭은 일정하게 유지된다.

적용들

PFM은 아날로그 신호를 사각 펄스 열차에 인코딩하는 방식이어서 응용 범위가 넓다.고정되지 않은 주파수로 작업할 경우 보드 레이아웃에서의 전송선 효과, 자기 구성품 선택 등 전자제품 설계에 실질적인 어려움이 있으므로 일반적으로 PWM 모드를 선호한다.그러나 PFM 모드가 유리한 선택 사례가 있다.

벅 변환기

PFM 모드는 경량하중을 주행할 때 스텝다운 DC-DC 컨버터(버크 컨버터)의 효율을 높이기 위한 일반적인 기법이다.

중하중에서 고하중에서는 벅 컨버터 스위칭 요소의 DC 저항이 벅 컨버터의 전체 효율을 지배하는 경향이 있다.그러나 가벼운 부하를 운전할 때 DC 저항의 영향이 감소하고 인덕터, 캐패시터 및 스위칭 소자의 AC 손실은 전체적인 효율에서 더 큰 역할을 한다.이는 특히 인덕터 전류가 0 이하로 떨어져 출력 캐패시터가 방전되고 스위칭 손실이 더 커지는 불연속 모드 작동에서 더욱 그러하다.

PFM 모드 작동은 전환 주파수를 줄이고 가벼운 부하 시 인덕터 전류가 0 이하로 떨어지는 것을 방지하는 제어 방법을 허용한다.다양한 폭의 사각 펄스를 인덕터에 적용하는 대신, 듀티 사이클이 고정된 50%인 사각 펄스 열차를 사용하여 인덕터를 사전 정의된 전류 한계로 충전한 다음 인덕터 전류를 0으로 방출한다.그런 다음 이러한 펄스 트레인의 주파수는 출력 필터 캐패시터의 도움으로 원하는 출력 전압을 생성하도록 변화된다.

이것은 많은 스위칭 손실 절감을 가능하게 한다.인덕터는 포화 전류와 관련하여 신중하게 선택하면 자기 노심의 스위칭 손실을 줄일 수 있는 알려진 최고 전류 레벨이 주어진다.인덕터 전류가 절대 0 이하로 떨어질 수 없으므로 출력 필터 캐패시터가 방전되지 않으며 적절한 출력 전압을 유지하기 위해 모든 스위칭 사이클로 재충전할 필요가 없다.

이 모든 것은 스위칭 주파수의 감소와 펄스열차 사이의 갭의 감소에 따라 증가하는 출력 전압과 전류 리플을 희생하여 수행되었다.[1]

참고 항목

참조

  1. ^ Chen, Jingdong (September 2007). "Determine Buck Converter Efficiency in PFM Mode" (PDF). Power Electronics Technology. Retrieved December 28, 2015.
  • 렌크, 존 D. (1999년)."회로 문제 해결 핸드북" p242.맥그로힐, 뉴욕

외부 링크