在DCDC电源中如何能轻载又高效率的思路

追求DCDC电源的效率，高效和低功耗的需求，导致在轻载或待机模式下，但是，往往在重载时效率可以达到90%以上，而当负载降低到几十mA时，效率会下降很多呢？
要了解这个问题，我们要了解一下影响DCDC电源效率的几个因素？


开关损耗和导通损耗
开关损耗，出现在功率开关被动驱动，进入一个新的工作状态，驱动和开关波形处于过度过程时的损耗。
导通损耗：当功率器件已被开通，且驱动和开关波形已经稳定以后，功率开关处于导通状态时的损耗。
重载时，导通损耗是影响效率的主要因素。轻载时，开关损耗几乎不变，由于输出功率较低，IC的效率就会比重载时低很多，就好像一辆货运汽车，满载的拉货，司机一辆可以赚很多钱，但是，当汽车空载时，司机还是要付高速过路费，空载时，赚钱的效率就大大降低。在电源效率问题上，开关损耗就如同道路上的收费站，经过的收费站越多，IC的效率就越低。
为了提高轻载时的效率，就要降低IC在轻载时的开关动作。

以BUCK电路为例，最常见的提高轻载效率的方式，为跳脉冲模式PSW模式，即在输出重载时，以连续模式CCM工作。如下图示：


当负载电流降低，电源将进入断续模式DCM工作，直到上管的开通时间达到最小导通时间。

若负载继续降低，控制器将屏蔽掉一些开关脉冲。

跳脉冲模式相比于连续模式，提高了轻载效率。但是，这时的效率并不如突发工作模式，突发工作模式，是在轻载时上管长时间停止工作，由输出模式电容维持输出的工作模式。
当输出负载电流降低到一定的值，系统进入轻载模式，此时上管关闭，输出电容为负载提供能量。

档期输出电压降低使VC上升达到VR时，进入开关模式。

但由于输出电容的快速充放电过程，也导致了较大的纹波和较差的瞬态响应。

这次，司机朋友选择了一条几乎不收费的道路，但是由于道路偏远（瞬态响应慢）且不平坦，导致纹波较大。导致了旅途的颠簸和外出的风险。
那么，有没有一条道路平坦又收费少的新路可以选择呢？
回答，是肯定的。
这里就是要介绍一种，DCDC电源拓扑中的一种AAM技术，AAM模式原理图如下

AAM技术可以概况为，电源输出轻载电流时，工作在PFM（pulse-frequency modulation）模式，在输出重载时，工作在PWM（pulse-width modulation）模式，其工作模式如下图：

当Vcomp直流分量小于VAAM，电源进入轻载模式，所以当Vcomp波动，其值大于VAAM且时钟信号开通时，上管开通，当电感电流达到Vomp时，上管关闭。

直到电感电流降为0完成一次开关周期，其相比突发工作模式，在保证较高轻载效率的同时，其相比突发工作模式，在保证较高轻载效率的同时，其带来的纹波较小，瞬态响应也更快。
对于以上三种模式，
条脉冲模式：提高了轻载效率，但其效率没有突发工作模式和AAM工作模式高，输出纹波较小且瞬态响应较快。

突发工作模式:轻载效率很好，输出的纹波很大，且瞬态响应较慢。
AAM模式：轻载效率高，且输出纹波相比突发工作模式会更小、具有更好的瞬态响应。
所以，结果就出来了，作为DCDC的设计师，该如何选用这些模式呢，也就是说，选择哪些轻载高效的“道路”呢？
AAM模式工作的MPQ9840z在100mA以下负载时，效率可以达到85%以上，而不带轻载高效率模式的芯片则不到80%。选择合适的产品，对于电源及其整机的功耗有着至关重要的影响。
总结一下;
如果要提高电源的轻载效率，主要有几点需要注意的
1，降低导通损耗
2，降低DCR和ESR
3，减低铁损、铜损和
4，降低工作频率