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还记得在星球文章：【电源专题】脉宽调制(PWM)与脉冲频率调制(PFM) 中我们讨论了电源芯片不同的控制模式下将得到电源的效率不同。如下图为文章中所截取的图片，很容易看出PWM模式的效率在轻载时会比PSM模式低得多。  在星球文章：【电源专题】为什么开关电源中使用脉冲频率调制（PFM）轻载效率会更高？中我们也了解到为什么使用脉冲频率调制的轻载效率会更高。 今天我们的案例主要是给出MPS的MP9185不同的工作模式下静态功耗的大小。为什么会有这个案例，其实是同事测试发现同一产品不同样机静态功耗差异较大，最终定位到是与芯片有关。然后我在定位原因的过程中想着附带着测试一下芯片在不同工作模式下的功耗。做一个分析对比。 首先我们还是看看规格书：（在官网上没有找到规格书，alldatasheet等其他的平台上也没有，自己手上的手册有公司水印，不方便进行上传所以从网上找了个简易的介绍）。 规格书提到此芯片是一个集成的高效率同步boost升压转换器。并且控制模式支持三种（PSM、USM和FCCM），其中PSM模式就是脉冲跳跃模式、USM模式是超声波模式、FCCM为强制连续导通模式。  为什么会有不同的工作模式，是因为不同的模式之间是各有特点的。其中FCCM强制连续导通模式使电感电流工作在连续导通模式，因此输出纹波较小。但是因为工作频率是固定的，所以在轻载状态下，芯片内部的损耗占比过大，导致轻载时的效率过低。 PSM模式能够降低在轻负载下的功率损耗，能达到很高的效率。但是输出的纹波会更大，因此对纹波有很强要求的产品需要没注意。并且有可能在降低工作频率过程中生产人耳可听见的噪声，很可能会听到啸叫。  USM模式可以避免开关频率低于20kHz以下，防止发出一些人耳可听到的噪声。并且在工作频率大于33kHz时与PSM有相同的效率。USM模式因为会将工作频率钳制在33kHz，所以在轻载时的效率会比PSM模式低。  因为手册中写的特性参数静态功耗很简陋，也没有标明在哪个模式下或者测试条件和我们使用的条件不一致，因此需要进行更深入的测试。  测试电路如下测试VIN的输入静态功耗：  通过以下的测试数据可以看出。我们以3.8V为例，USM模式测试得到的静态功耗为2.08~2.82mA（存在较大的误差，也就是本案例最前面反馈的同一产品不同样机静态功耗不同），FCCM模式的测试是功耗最大的，为38.05~47.12mA，PSM模式的静态功耗为0.63mA左右。前面反馈说有异常的芯片是工作在USM模式，从测试数据中我们也可以发现不同的芯片有比较大的误差，差异在1mA左右（占正常的50%，不能接受），而到PSM模式下基本没有差异。  通过测试两片芯片的SW管脚波形，在USM模式下测试得到的工作频率大概在33kHz。展开看看开启时间，很明显板2的芯片导通时间高于板1。因此静态功耗也高出一些。   同样的测试一下PSM模式下的开关节点波形：很明显开关频率低得多，达到90Hz左右，因此功耗降低很多。板2的导通时间也比板1长，但由于开关频率低，摊平一下只高出了0.02mA左右。   以上的测试分析，PSM模式就很明显比USM模式的静态功耗小很多。所以不同的模式之间是存在很大的差异的。如果使用USM模式，那静态功耗将比PSM大4倍，也就是同样的电池环境下，插电保存的时间短了4倍，这将大大降低产品的竞争力。 总结：同一升压芯片在不同的工作模式下其静态功耗也会不同，如果产品对于静态功耗有比较高要求的话（比如一些低功耗设备，内置电池无法返修的手持设备）那需要特别的注意。最好能多测试几块，这样会增加暴露案例中处于USM模式下有些芯片静态功耗飘的问题的机会。 |
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