有網友留言問射頻模塊的供電器件要怎么選，說是他的輸入電壓為 7V，輸出電壓為 5V，已經選了 RT6283B，但是紋波太大了，而他關注的是恰好是瞬態(tài)響應和紋波，現有RT6220A/RT6217/RT7295C/RT7240 可供備選，到底應該選哪個型號？這個問題要怎么解決呢？現在就來聊一聊。

紋波的來源

在 Buck 電路工作的時候，電感電流一般都呈現為鋸齒波（非連續(xù)狀態(tài)就不是了），它的平均值就是負載電流的平均值，高出平均值的那部分不能被負載吸收，自然就進入輸出電容使輸出電壓上升，低于平均值的部分則由輸出電容的儲能予以彌補，這又使得輸出電壓下降。這種升升降降的結果就形成了紋波，紋波的峰值點和谷值點之間的電壓差便是所謂的輸出電壓紋波幅度，RT6283B 的規(guī)格書給出這一參數的評估公式為

其中的 ESR 是輸出電容的等效串聯電阻，由所選用的輸出電容決定，現在一般都使用陶瓷電容，所以這一數值通常都是比較小的；COUT 是輸出電容的容量有效值，強調有效值是因為陶瓷電容在不同的工作電壓下具有不同的容量，直流電壓越高則容量越小，交流電壓越高則容量越大，具體的數據需要向電容廠家查詢，有的產品規(guī)格書里也有具體的信息，使用者需要特別關注；f 是 Buck 轉換器的開關切換工作頻率，一般由所選器件的設計所確定，有的器件也容許用戶自己做設定，還有一些會支持你使用外部信號源來做同步運作，這時候的工作頻率就由外部信號來決定了；?IL 是電感電流紋波幅度，其計算公式為

這個式子里新出現的 L 是 Buck 轉換器所用電感器的電感量，VIN 是輸入電壓，VOUT 是輸出電壓。
很顯然，為了獲得較低的輸出電壓紋波，我們希望 ?IL 和 ESR 要比較小，同時又需要有比較大的 f 和 COUT。較大的 f 會使得 ?IL 也會比較小，所以選擇較高的工作頻率對降低輸出電壓紋波總是比較有利的，我們在為低紋波應用選擇 Buck 轉換器時應該把視線投向那些工作頻率比較高的器件身上，但在器件工作頻率已經選定了的情況下，比較有效的做法就是增大輸出電容的容量和電感器的電感量，這兩個參數在電感紋波電流和輸出電壓紋波的計算公式中都處于分式的分母部分，所起的作用與提高工作頻率的影響是相當的。
從另一個方面來看，該應用的工作條件是輸入電壓為 7V、輸出電壓為 5V，這屬于占空比較高的應用，這種電路的工作特征是上橋開關在一個周期里的導通時間比較長、下橋開關導通時間比較短，留給自舉電容的充電時間不足，可能出現上橋驅動能力差的問題，嚴重的時候還會出現無力驅動上橋的問題，所以需要在應用中添加如下圖所示的外加充電電路：

恰好這個應用的輸出電壓為 5V，正好可以被拿來為它供電。這里使用的二極管可以是很便宜的 1N4148 和 BAT54 等型號，應該非常容易得到。需要注意的是有的 Buck 器件會有專門的 BOOT 端欠壓檢測功能，并且能夠在欠壓時強制將 SW 端拉到地電位以實現對自舉電容的補充電，或者是采取保護性的措施來停止工作，我不知道 RT6283B 是否具有這樣的特性，但估計是沒有的，所以就需要使用者在遇到這樣的狀況時能查明問題并且采取相應的應對措施。很顯然，如果沒有有效的問題防范措施，上橋的驅動不足既可能造成保護狀態(tài)的出現，也可能造成上橋的內阻增大而形成損耗、發(fā)熱量增加，因為保護而造成輸出電壓紋波的增加似乎也是順理成章的事。

下面再來說說輕載工作模式的影響，因為 RT6283B 采用了 PSM 的輕載工作模式，其好處是可以提高效率，帶來的問題是它會增大輸出電壓紋波。

Buck 器件的工作通過上下橋開關的通斷來進行，驅動這些開關的過程是要消耗能量的。當負載比較低的時候，Buck 轉換器的電感電流還會出現負值，這一負值在下橋導通期間形成，又在上橋導通期間通過上橋將這部分能量釋放到輸入端，一來二去之間就造成了無效的損耗，所以就有輕載情況下的 PSM 工作模式來解決這個問題，上橋開關僅在需要時才會導通向輸出端補充能量，一旦輸出電壓達到預定的幅值，這一操作便會停止，下橋開關在電感電流降到 0 以后也會主動關斷，絕不給負電流留下形成的機會，這樣就避免了不必要的浪費，但這樣的操作也同時降低了工作頻率，輸出電壓紋波將會明顯增大。為了避免 PSM 工作模式所帶來的問題，有的器件便會保留工作頻率不變的 PWM 工作模式，容許負電流的生成，同時也就容許了損耗的產生，所以在輕載情況下的轉換效率就會比較低，但是確保了輸出電壓的調整精度，輸出紋波幅度會保持不變。文章開頭提出的需求就需要保持輸出紋波較低的狀態(tài)，所以就需要選擇純粹的 PWM 工作模式，這種模式也被稱為強制 PWM 工作模式，但是如果負載能接受輕載時的 PSM 模式所帶來的紋波增加，使用包含輕載 PSM  模式的器件還是可以的，因為它們在重載的時候還是會進入連續(xù)導通模式，只有那種在任何情況下都以 PSM 模式工作的器件才不適合這樣的場合。

總結
把上面所談的信息綜合起來就知道，留言的讀者由于需要低紋波的電源供應，他應該優(yōu)先選擇工作頻率比較高的器件，盡可能選擇以強制 PWM 模式工作的器件，同時還要在設計中加入自舉電容輔助充電電路、使用容量比較大的輸出電容，PCB 設計也要特別進行優(yōu)化，避免不恰當的設計帶來電路性能的劣化。

選擇 ACOT® 架構器件需要注意的問題
另外，或許是因為該讀者希望獲得良好的瞬態(tài)響應特性，打算另外選擇的都是采用 ACOT® 控制架構的器件，瞬態(tài)響應特性好也確實是這種控制架構的一個優(yōu)勢，但有兩個問題可能會成為這種架構在其應用中需要注意的。首先是ACOT® 架構器件的工作頻率會在負載突變期間發(fā)生變化，這有可能帶來難以處理的噪聲。第二個問題是 7V 轉 5V 需要的占空比比較高，所列型號所能達到的占空比也能支持這樣的應用，但是高占空比會造成 ACOT® 控制電路內部所生成的紋波模擬信號的幅度的增加，它所帶來的影響是響應的速度會變慢，這就可能帶來欠阻尼現象甚至是不穩(wěn)定現象的發(fā)生，需要在應用電路設計中增加前饋電容對此進行糾正，如果忽略了就可能在應用中遇到問題。

ACOT® 的優(yōu)勢在低占空比的應用中會比較明顯，但在高占空比應用中可能就要稍遜一些，需要在設計上進行彌補，這是客戶在選型和設計時需要特別注意的，不要有人說 ACOT® 好就是什么都好了，任何產品都有自己的適用空間和正確的使用方法，只有選對了、用好了才是真的好。為什么我們會有各種各樣控制模式的產品提供給市場，我想這也是因為它們各有自己的優(yōu)勢，分別能夠滿足不同應用的需求的緣故，使用者也需要順應這一需求。