RT6252A/B 是最高輸入電壓為 17V、負(fù)載能力為 2A、工作頻率為 500kHz 的 ACOT 架構(gòu)同步 Buck 轉(zhuǎn)換器，它的上下橋開關(guān)都會在工作過程中參與過流保護工作，因而具有強勁的過流保護特性，能夠避免輸出短路、電感飽和等惡劣狀況可能帶來的危害，是許多低壓電器值得信賴的電源轉(zhuǎn)換器。

RT6252A/B 的型號后綴 A 和 B 是用來區(qū)分輕載條件下的工作模式的，A 代表自動實現(xiàn)的 PSM 工作模式，B 代表強制 PWM 工作模式，下面就來看看這兩種模式到底有何差別。

這個電路在 PWM 模式下的工作波形如下圖，其中也列出了電路的工作條件和關(guān)鍵元件電感器的參數(shù)。

當(dāng)上橋開關(guān)導(dǎo)通時，VSW = 輸入電壓 12V，施加在電感上電壓是 12V 和輸出電壓 5V 之間的電壓差（7V），它使電感電流從谷值點開始線性增加。輪到下橋開關(guān)導(dǎo)通時，VSW = 0V，5V 輸出電壓反向施加在電感上，這將使得電感電流從峰值點開始線性下降。

如果因負(fù)載或輸入電壓的變化而使輸出電壓出現(xiàn)下降或上升，反饋系統(tǒng)就會使上橋?qū)ǖ恼伎毡仍黾踊蛳陆?，這樣的結(jié)果就是讓電感電流增加或下降來使輸出電壓重新回到穩(wěn)態(tài)值。等到輸出電壓穩(wěn)定后，電感電流就在新的峰值和谷值之間穩(wěn)定下來，但無論這兩個值如何變化，它們的平均值總是與負(fù)載電流保持相等，因而也能確保輸出電壓紋波幅度的穩(wěn)定，具體的電感電流紋波和輸出電壓紋波幅度的計算公式如下面兩式所示。

既然電感電流的平均值是與負(fù)載電流相等的，它的波形又是鋸此波，如果負(fù)載電流持續(xù)下降，最后就一定會出現(xiàn)電感電流下探到 0 以下的狀態(tài)，這樣才能保證電感電流和負(fù)載電流之間的平衡。

為了省點事，上圖是我在前面的波形圖的基礎(chǔ)上來修改得來的，紅色的鋸齒波就是電感電流出現(xiàn)負(fù)值時的一種情況，其形狀與藍色的電流波形完全相同，只是其平均值已經(jīng)接近 0 了，是負(fù)載電流降低了以后的一個結(jié)果，這時候的負(fù)值電流是由輸出電壓造成的，它會造成輸出電壓的下降。這部分負(fù)電流又會在上橋開關(guān)導(dǎo)通期間倒灌入 Buck 轉(zhuǎn)換器的輸入端，有一部分能量會在此過程中白白浪費掉，所以會造成損耗，結(jié)果就是轉(zhuǎn)換效率的快速降低。

輕載時工作于 PWM 模式下的 RT6252B 轉(zhuǎn)換效率數(shù)據(jù)圖，我們可以看到當(dāng)負(fù)載電流接近 0 時，轉(zhuǎn)換效率在快速下降。

與之形成對照的是在輕載情況下以 PSM 模式工作的 RT6252A 的轉(zhuǎn)換效率曲線，它在負(fù)載趨近于 0 時的下降趨勢就要緩和得多。

工作于強制 PWM 模式的器件之工作目的就是要確保輸出電壓的穩(wěn)定，對于可能出現(xiàn)的損耗是不太關(guān)心的，而工作于 PSM 模式之器件的目標(biāo)將以節(jié)能為重點，所以它就要想辦法將所有可能造成損耗的因素都消除掉。

前面提到電感出現(xiàn)負(fù)電流的時候會造成損耗，而消除這種損耗的方法可以是這樣的，只需要隨時對下橋開關(guān)流過的電流進行檢測，只要它出現(xiàn)負(fù)值了就立即將下橋關(guān)斷，這樣就能將可能造成的損耗降到最低，此時就會在每個周期都出現(xiàn)上下橋都處于同時關(guān)斷的狀態(tài)，而電感電流波形就變成了一個個以周期重復(fù)的三角脈沖，其具體的幅度和延續(xù)時間則與具體的占空比有關(guān)，從本質(zhì)上看，它是由負(fù)載的大小決定的。

當(dāng)負(fù)載低到以最低的占空比工作都會使輸出電壓超過我們希望的額定值時，這時就要在每一次上橋?qū)〞r段之后都進入等待反饋電壓低于參考電壓的狀態(tài)，直到反饋端看到的電壓低于參考電壓以后再啟動一次新的導(dǎo)通過程來彌補輸出電壓的下降損失，這樣就相當(dāng)于人為拉長了每個周期的截止時間，也就相當(dāng)于降低了占空比，同時也降低了工作頻率。

由于負(fù)載的大小可以是任意值，所以這里看到的電流脈沖之間的時間間隔也會是任意值，即電路的工作頻率是不確定的。在 PSM 的英文表達中，S 代表 Skipping，PS 就是 Pulse Skipping，意即它跳過了一個個脈沖，說起來還是非常形象的。由于不再需要每個周期都去驅(qū)動上下橋開通和關(guān)斷，驅(qū)動的消耗也被消除了，所以 PSM 工作模式可以達成很好的節(jié)能效果，對于電池供電系統(tǒng)延長電池使用時間具有很大的好處，對來自電力系統(tǒng)的供電則有同樣的節(jié)能效果，只是其意義會稍低一些，但畢竟還是有好處。

唯一的問題是斷斷續(xù)續(xù)的工作會造成不確定的紋波，有的設(shè)計為了達成更好的節(jié)能效果還會故意將每次工作時傳遞給輸出端的能量稍加提升，這樣就能有更多的時間處于等待狀態(tài)，消耗進一步減小，但紋波的幅度就更大了，應(yīng)用中要如何選擇，這要看具體的需求而定。

這是 RT6252A 工作于 PSM 模式下的波形圖，我們上面所說的東西幾乎都能在圖中看出來，這里就不做進一步說明了。由于 PSM 工作模式的工作參數(shù)是變化的，由此帶來的影響也可能多種多樣，在我接觸過的應(yīng)用中，最難處置的便是音頻系統(tǒng)中出現(xiàn)的噪聲，你完全無法將它們徹底消除掉，最多是可以通過一些合理的設(shè)計將其影響減輕。所以，雖然強制 PWM 工作模式在輕載效率方面的表現(xiàn)不佳，但在遇到對工作噪聲敏感的應(yīng)用時還是必須要采用。

咱們中國人最認(rèn)同禍福相依的理念，在 PSM 和 PWM 的好與壞上也是同樣的道理，希望大家都能用好它們。

編輯：jq