配置开关频率的方法？何时需要调节开关频率的大小？
5.3.2 何时需要调节开关频率的大小？
有些小封装或引脚数量小于8的开关电源控制器或转换器没有提供用户可配置开关频率的功能，比如sot23-5封装的降压控制器tps64203dbvr。但是，现在很多开关电源芯片都会提供开关频率配置引脚rt/clk/sync，或者可以同步外部时钟。
不同开关电源芯片的开关频率配置方法可能不同，接下来以lm5088mhx-2/nopb、tps54561dprt、ltc3707egn-sync#pbf和adp3020aru四个器件为例，介绍在实际电路中如何配置开关频率，具体内容也可参考对应器件的规格书。
5.3.1 配置开关频率的方法？
5.3.1.1 lm5088mhx-2/nopb器件的开关频率配置方法
图 5.19 lm5088mhx-2/nopb器件规格书中开关频率配置方法的描述
根据lm5088mhx-2/nopb规格书，该器件的开关频率配置引脚为rt/sync，可以通过在该引脚上连接一个对地的电阻以配置开关频率，也可以通过电容耦合，使用外部时钟。需要注意的是，当使用外部时钟时，该引脚上的对地电阻依然是需要的。
由“3.1 基本概念”章节和“3.4 降压电路的功率、损耗和效率”章节相关内容可知，较高的开关频率将允许电路中使用较小的功率电感和输出电容，但是由此导致的高边开关管和低边开关管（或续流二极管）损耗也会相应增加。所以，还是这个原则，即**“开关频率的选择是电路尺寸与转换效率的权衡取舍”。**
图 5.20 lm5088mhx-2/nopb器件应用框图
图 5.21 lm5088mhx-2/nopb器件典型应用电路
注：根据lm5088mhx-2/nopb规格书，该典型应用电路中自举电容 c_boot 的取值为0.1uf。
图 5.21所示，是lm5088mhx-2/nopb器件典型应用电路，输入和输出参数如下：
输入电压 vin=5.5v-36v（典型值为12v），输出电压 vout=5v，输出电流iout=7a。
对于这类输出电压大于5v的非同步降压电路，通常开关频率在250khz-700khz范围内，是尺寸与效率之间较为合理的综合。针对上述应用电路，我们选择开关频率为250khz，那么根据图5.19中的公式(1)计算，rt阻值为
最接近的标准阻值为24.9kω，所以实际电路中选择开关频率配置电阻为rt=r3=24.9kω。
5.3.1.2 tps54561dprt器件的开关频率配置方法
与lm5088mhx-2/nopb器件的配置方法不同，tps54561dprt器件的时间电阻rt与开关频率fsw之间的关系式如下：
在输入电压vin=7v-60v（典型值为12v），输出电压vout=5v，输出电流iout=5a条件下，当取开关频率为400khz时，计算出所需电阻为rt(kΩ) = 101756 / (400(khz) ^ 1.008) = 242kΩ。
实际可取接近的阻值243kΩ，这就是图 5.7 tps54561dprt参考电路中r3 = 243kΩ的取值依据。
注：如下补充图5.7，具体可参考tps54561dprt规格书。
图 5.7 tps54561dprt参考电路原理图
5.3.1.3 ltc3707egn-sync#pbf器件的开关频率配置方法
ltc3707egn-sync#pbf器件的pin5=pllfltr引脚可以接ac或dc电压源，用于调整内部压控振荡器（voltage controlled oscillator）的频率从140khz到310khz，对应的直流电压范围是0v到2.4v。
图 5.22 ltc3707egn-sync#pbf器件支持的开关频率范围
图 5.22所示，是ltc3707egn-sync#pbf器件的开关频率特性。当pllfltr引脚电压为0v时，器件工作在最小开关频率典型值为140khz；当pllfltr引脚电压等于1.2v时，器件工作的开关频率典型值为220khz；当pllfltr引脚电压大于等于2.4v时，器件工作在最大开关频率典型值为310khz。
图 5.23 ltc3707egn-sync#pbf器件pllfltr引脚电压与开关频率对应关系
图 5.23所示，是ltc3707egn-sync#pbf器件pllfltr引脚电压与开关频率对应关系。可见，可以通过连续调整pllfltr引脚电压达到连续调节器件工作的开关频率的目的。
图 5.24 ltc3707egn-sync#pbf器件典型应用电路
图 5.24所示，是ltc3707egn-sync#pbf器件典型应用电路之一。输入电压为7v到28v，典型值为12v；输出为5v@3a和3.3v@6a。开关频率选择为该器件支持的最大开关频率（即310khz），所以将pin5=pllfltr引脚直接连接到pin21=intvcc=5v实现。
5.3.1.4 adp3020aru器件的开关频率配置方法
图 5.25 adp3020aru器件支持的开关频率
图 5.25所示，与ltc3707egn-sync#pbf器件的开关频率配置方法相似，adp3020aru器件也是通过在sync引脚连接直流电压达到配置开关频率的目的。
当sync=agnd时，开关频率配置为200khz；
当sync=ref（根据规格书，ref电压典型值为1.197v）时，开关频率配置为300khz；
当sync=intvcc（根据规格书，intvcc电压典型值为5.025v）时，开关频率配置为300khz。
图 5.26 adp3020aru器件典型应用电路
图 5.26所示，是基于adp3020aru器件5v转3.3v和2.5v的应用电路，sync引脚直接连接到ref引脚，所以该电路使用的开关频率是300khz。
5.3.1.5 小结
lm5088mhx-2/nopb（开关频率在50khz到1mhz之间）和tps54561dprt（开关频率在100khz到2.5mhz之间）器件，支持通过外置电阻的方式连续可调开关频率，ltc3707egn-sync#pbf（开关频率在140khz到310khz之间）器件支持通过外部直流电压的方式连续可调开关频率，相当于燃油汽车的cvt变速箱。adp3020aru器件支持200khz、300khz和400khz三挡可调开关频率，相当于燃油汽车的at变速箱。
5.3.2 何时需要调节开关频率的大小？
前述可知，较大的开关频率可以减小功率电感和输出电容的尺寸，且能获得较好的动态响应能力。
(1) 当因为pcb布局空间有限时，可以增大开关电源电路的开关频率，用于减小电感和电容的尺寸。
(2) 当输入输出等条件改变，电路的动态响应能力变差时，也可以通过增大电路的开关频率来改善。
注意：对于可变频率或者支持pfm的开关电源电路设计，必须考虑最小开关频率（这是仅从“开关频率”这个参数的角度看，开关电源电路的最恶劣工况）时，电感和电容上的电流和电压应力，以免电路长期工作在“亚健康”状态，影响电路稳定性。
但是，在其他工况不变的情况下，较大的开关频率会增加高频emi辐射，而且会降低转换效率。在特定的工况下，开关电源电路会对应着较高转换效率的开关频率，超过这个开关频率后，由于开关损耗增加（从公式(3.276) /3.9.4-23-5，或(3.277) /3.9.4-23-17，或(3.278) /3.9.4-23-17可知），从而导致转换效率降低。（注：这部分是第3章的内容）
(3) 特定应用场景下，为了得到更小的输出电压，需要降低开关频率。
由3.1.1章节的公式3.1.1-12（ d_min=t_(on,min)×f_sw ）可知，在开关频率 f_sw 不变的情况下，从导通时间的角度看，最小导通时间 t_(on,min) 对应着最小占空比 d_min 。因为对于已知的开关电源控制器或转换器来说，最小导通时间 t_(on,min) 是器件的固有属性，无法通过外界条件来改变。此时，占空比的大小与开关频率成正比关系。
例如，对于已经完成硬件设计的降压电路（硬件电路方案无法修改），如果该电路的最小导通时间为100 ns ，当电路工作在1.2 mhz开关频率时，对应的最小占空比为 100 ns * 1.2 mhz = 0.12，那么该电路就无法实现将12v输入电压转换为1.2v输出电压，能够转换的最小输出电压为12 v * 0.12 = 1.44 v。
在该电路支持开关频率可调的情况下，此时就可以通过降低开关频率，实现更低的输出电压。当该电路工作800 khz 时，对应的最小占空比为 100 ns * 800 khz = 0.08，支持的最小输出电压为12v * 0.08 = 0.96 v，进而可以实现从12v输入电压转换为1.2v输出电压。
当然，此方法仅是针对确定的硬件降压电路的一种可能的缺陷修复方法（如果开关频率不能通过外部方法从1.2 mhz降低到 800 khz，那么依然是无法修复的）。实际在降压电路设计时，需要在“确定设计需求”中明确输出电压典型值，在“降压芯片选型”中明确所选择的芯片能够实现该输出电压。
UDS在CAN和以太网上的实现方案
efuseIP进行spice建模的实现方案
法国石油巨头道达尔收购电池开发商的股份 并专注于开发针对高能量密度电池的先进材料
第三届无代码探索者大会将于7月6日盛大开幕
数字频率合成器的作用
配置开关频率的方法？何时需要调节开关频率的大小？
“歌尔方案”助力消费电子产业升级
全屋智能三国志
量子计算机如何才能抵御黑客的攻击
常用晶体三极管的识别/阻抗的匹配问题
机器时代：机器人不会毁灭人类 但人类会越来越依赖机器人
区块链的新时代对于数字货币意味着什么
蜂鸣器可以发出不同声音吗 如何让蜂鸣器发出不同频率的声音
薄膜瑕疵在线检测仪的原理以及功能的介绍
微雪电子Micro:bit金属机器手臂套件简介
赫联电子品牌建设—长效且动态的关系管理进程
n卡双显卡交火怎么设置
水泥厂dcs控制系统
CAD里面为什么有些图块不能编辑？
AMD：加密货币矿工需求下降，GPU业务或遭受重创
有些小封装或引脚数量小于8的开关电源控制器或转换器没有提供用户可配置开关频率的功能，比如sot23-5封装的降压控制器tps64203dbvr。但是，现在很多开关电源芯片都会提供开关频率配置引脚rt/clk/sync，或者可以同步外部时钟。
不同开关电源芯片的开关频率配置方法可能不同，接下来以lm5088mhx-2/nopb、tps54561dprt、ltc3707egn-sync#pbf和adp3020aru四个器件为例，介绍在实际电路中如何配置开关频率，具体内容也可参考对应器件的规格书。
5.3.1 配置开关频率的方法？
5.3.1.1 lm5088mhx-2/nopb器件的开关频率配置方法
图 5.19 lm5088mhx-2/nopb器件规格书中开关频率配置方法的描述
根据lm5088mhx-2/nopb规格书，该器件的开关频率配置引脚为rt/sync，可以通过在该引脚上连接一个对地的电阻以配置开关频率，也可以通过电容耦合，使用外部时钟。需要注意的是，当使用外部时钟时，该引脚上的对地电阻依然是需要的。
由“3.1 基本概念”章节和“3.4 降压电路的功率、损耗和效率”章节相关内容可知，较高的开关频率将允许电路中使用较小的功率电感和输出电容，但是由此导致的高边开关管和低边开关管（或续流二极管）损耗也会相应增加。所以，还是这个原则，即**“开关频率的选择是电路尺寸与转换效率的权衡取舍”。**
图 5.20 lm5088mhx-2/nopb器件应用框图
图 5.21 lm5088mhx-2/nopb器件典型应用电路
注：根据lm5088mhx-2/nopb规格书，该典型应用电路中自举电容 c_boot 的取值为0.1uf。
图 5.21所示，是lm5088mhx-2/nopb器件典型应用电路，输入和输出参数如下：
输入电压 vin=5.5v-36v（典型值为12v），输出电压 vout=5v，输出电流iout=7a。
对于这类输出电压大于5v的非同步降压电路，通常开关频率在250khz-700khz范围内，是尺寸与效率之间较为合理的综合。针对上述应用电路，我们选择开关频率为250khz，那么根据图5.19中的公式(1)计算，rt阻值为
最接近的标准阻值为24.9kω，所以实际电路中选择开关频率配置电阻为rt=r3=24.9kω。
5.3.1.2 tps54561dprt器件的开关频率配置方法
与lm5088mhx-2/nopb器件的配置方法不同，tps54561dprt器件的时间电阻rt与开关频率fsw之间的关系式如下：
在输入电压vin=7v-60v（典型值为12v），输出电压vout=5v，输出电流iout=5a条件下，当取开关频率为400khz时，计算出所需电阻为rt(kΩ) = 101756 / (400(khz) ^ 1.008) = 242kΩ。
实际可取接近的阻值243kΩ，这就是图 5.7 tps54561dprt参考电路中r3 = 243kΩ的取值依据。
注：如下补充图5.7，具体可参考tps54561dprt规格书。
图 5.7 tps54561dprt参考电路原理图
5.3.1.3 ltc3707egn-sync#pbf器件的开关频率配置方法
ltc3707egn-sync#pbf器件的pin5=pllfltr引脚可以接ac或dc电压源，用于调整内部压控振荡器（voltage controlled oscillator）的频率从140khz到310khz，对应的直流电压范围是0v到2.4v。
图 5.22 ltc3707egn-sync#pbf器件支持的开关频率范围
图 5.22所示，是ltc3707egn-sync#pbf器件的开关频率特性。当pllfltr引脚电压为0v时，器件工作在最小开关频率典型值为140khz；当pllfltr引脚电压等于1.2v时，器件工作的开关频率典型值为220khz；当pllfltr引脚电压大于等于2.4v时，器件工作在最大开关频率典型值为310khz。
图 5.23 ltc3707egn-sync#pbf器件pllfltr引脚电压与开关频率对应关系
图 5.23所示，是ltc3707egn-sync#pbf器件pllfltr引脚电压与开关频率对应关系。可见，可以通过连续调整pllfltr引脚电压达到连续调节器件工作的开关频率的目的。
图 5.24 ltc3707egn-sync#pbf器件典型应用电路
图 5.24所示，是ltc3707egn-sync#pbf器件典型应用电路之一。输入电压为7v到28v，典型值为12v；输出为5v@3a和3.3v@6a。开关频率选择为该器件支持的最大开关频率（即310khz），所以将pin5=pllfltr引脚直接连接到pin21=intvcc=5v实现。
5.3.1.4 adp3020aru器件的开关频率配置方法
图 5.25 adp3020aru器件支持的开关频率
图 5.25所示，与ltc3707egn-sync#pbf器件的开关频率配置方法相似，adp3020aru器件也是通过在sync引脚连接直流电压达到配置开关频率的目的。
当sync=agnd时，开关频率配置为200khz；
当sync=ref（根据规格书，ref电压典型值为1.197v）时，开关频率配置为300khz；
当sync=intvcc（根据规格书，intvcc电压典型值为5.025v）时，开关频率配置为300khz。
图 5.26 adp3020aru器件典型应用电路
图 5.26所示，是基于adp3020aru器件5v转3.3v和2.5v的应用电路，sync引脚直接连接到ref引脚，所以该电路使用的开关频率是300khz。
5.3.1.5 小结
lm5088mhx-2/nopb（开关频率在50khz到1mhz之间）和tps54561dprt（开关频率在100khz到2.5mhz之间）器件，支持通过外置电阻的方式连续可调开关频率，ltc3707egn-sync#pbf（开关频率在140khz到310khz之间）器件支持通过外部直流电压的方式连续可调开关频率，相当于燃油汽车的cvt变速箱。adp3020aru器件支持200khz、300khz和400khz三挡可调开关频率，相当于燃油汽车的at变速箱。
5.3.2 何时需要调节开关频率的大小？
前述可知，较大的开关频率可以减小功率电感和输出电容的尺寸，且能获得较好的动态响应能力。
(1) 当因为pcb布局空间有限时，可以增大开关电源电路的开关频率，用于减小电感和电容的尺寸。
(2) 当输入输出等条件改变，电路的动态响应能力变差时，也可以通过增大电路的开关频率来改善。
注意：对于可变频率或者支持pfm的开关电源电路设计，必须考虑最小开关频率（这是仅从“开关频率”这个参数的角度看，开关电源电路的最恶劣工况）时，电感和电容上的电流和电压应力，以免电路长期工作在“亚健康”状态，影响电路稳定性。
但是，在其他工况不变的情况下，较大的开关频率会增加高频emi辐射，而且会降低转换效率。在特定的工况下，开关电源电路会对应着较高转换效率的开关频率，超过这个开关频率后，由于开关损耗增加（从公式(3.276) /3.9.4-23-5，或(3.277) /3.9.4-23-17，或(3.278) /3.9.4-23-17可知），从而导致转换效率降低。（注：这部分是第3章的内容）
(3) 特定应用场景下，为了得到更小的输出电压，需要降低开关频率。
由3.1.1章节的公式3.1.1-12（ d_min=t_(on,min)×f_sw ）可知，在开关频率 f_sw 不变的情况下，从导通时间的角度看，最小导通时间 t_(on,min) 对应着最小占空比 d_min 。因为对于已知的开关电源控制器或转换器来说，最小导通时间 t_(on,min) 是器件的固有属性，无法通过外界条件来改变。此时，占空比的大小与开关频率成正比关系。
例如，对于已经完成硬件设计的降压电路（硬件电路方案无法修改），如果该电路的最小导通时间为100 ns ，当电路工作在1.2 mhz开关频率时，对应的最小占空比为 100 ns * 1.2 mhz = 0.12，那么该电路就无法实现将12v输入电压转换为1.2v输出电压，能够转换的最小输出电压为12 v * 0.12 = 1.44 v。
在该电路支持开关频率可调的情况下，此时就可以通过降低开关频率，实现更低的输出电压。当该电路工作800 khz 时，对应的最小占空比为 100 ns * 800 khz = 0.08，支持的最小输出电压为12v * 0.08 = 0.96 v，进而可以实现从12v输入电压转换为1.2v输出电压。
当然，此方法仅是针对确定的硬件降压电路的一种可能的缺陷修复方法（如果开关频率不能通过外部方法从1.2 mhz降低到 800 khz，那么依然是无法修复的）。实际在降压电路设计时，需要在“确定设计需求”中明确输出电压典型值，在“降压芯片选型”中明确所选择的芯片能够实现该输出电压。
UDS在CAN和以太网上的实现方案
efuseIP进行spice建模的实现方案
法国石油巨头道达尔收购电池开发商的股份 并专注于开发针对高能量密度电池的先进材料
第三届无代码探索者大会将于7月6日盛大开幕
数字频率合成器的作用
配置开关频率的方法？何时需要调节开关频率的大小？
“歌尔方案”助力消费电子产业升级
全屋智能三国志
量子计算机如何才能抵御黑客的攻击
常用晶体三极管的识别/阻抗的匹配问题
机器时代：机器人不会毁灭人类 但人类会越来越依赖机器人
区块链的新时代对于数字货币意味着什么
蜂鸣器可以发出不同声音吗 如何让蜂鸣器发出不同频率的声音
薄膜瑕疵在线检测仪的原理以及功能的介绍
微雪电子Micro:bit金属机器手臂套件简介
赫联电子品牌建设—长效且动态的关系管理进程
n卡双显卡交火怎么设置
水泥厂dcs控制系统
CAD里面为什么有些图块不能编辑？
AMD：加密货币矿工需求下降，GPU业务或遭受重创