常昌远 陈瑶 李俊 朱铭强

(东南大学集成电路学院，南京 210096)

近年来，随着便携式电子产品的不断发展，人们对开关电源的要求进一步提高，提高效率以延长使用时间成为DC-DC变换器的热点研究方向［1-2］.脉宽调制 PWM 与脉频调制 PFM 是 DCDC变换器中使用较为普遍的2种控制方式.为了保证在重载时正常工作，PWM控制方式必须采用较高的频率，但在轻载情况下，高的工作频率会导致效率低下；而便携式电子产品大部分时间都工作在轻载状态或待机状态.为了有效增加电池使用时间，DC-DC变换器中更多使用的是PFM控制方式.常见的PFM 调制模式包括强制PFM 模式［3］、Burst模式［4］、Skip 模式［5］等.其缺点在于，负载范围窄，输出纹波大，且其工作频率是连续变化的，频谱峰值没有规律，从而会产生较大的电磁干扰［6］.

在传统的PWM和PFM基础上，本文设计了一种采用双频控制方式的DC-DC变换器.这种控制方式可提供2个工作频率，通过检测负载的变化，使电路在这2个频率之间切换，从而稳定输出电压.这种控制方式克服了PWM在轻负载时效率低的缺点，且与传统的PFM相比，频谱峰值分布有规律，有效降低了EMI［7］，便于后续滤波器的设计.

1 设计原理

双频PFM控制电路的示意图见图1.图中，Vout，Vref分别为输出电压和参考电压.选用误差比较器和PFM控制器来对振荡器进行控制，从而在振荡器中产生2个振荡频率.误差比较器检测输出电压，根据负载情况，选择不同的充电电容，以产生不同频率的控制信号.PFM控制器则根据输出的纹波电……