魏文侯问李克：“吴之所以亡者何也?” 李克对曰：“数战数胜。”文侯曰：“数战数胜，国之福也，兵以此亡者何也?”李克曰：“数战则民疲，数胜则主骄，以骄主制疲民，此其所以亡也。是故好战穷兵，未有不亡者也。” - （西汉）刘向·《说苑.政理》
战国时的李克认为屡战屡胜表面是福，实则暗藏危机。战争频繁会耗尽民力，而连续胜利会让君主骄傲自满。
而现在要说的PSM模式，究其本质，平时摸鱼省电，关键时刻猛干一票，与李克的理论有相似之处，下面试着为诸君讲述下。
PSM，Pulse Skip Mode，中文常译为跳脉冲模式，是一种在开关电源中，用于在轻载状态下提升效率的技术，我们在读电源datasheet时经常遇到，举例如下图。
而为了讲清楚PSM，我们需要先从传统的PWM讲起。
传统的PWM
如下图，为传统的PWM（Pulse Width Modulation，脉宽调制）模式框架图，因为锯齿波的频率是固定的，所以开关频率也是固定的。它通过调节占空比来控制输出电压、控制能量的传输，然而在轻载时，即使占空比很小，开关管仍以固定频率做开关变换，将带来不必要的开关损耗。
其次，不仅仅是轻载功耗大的事情，还有控制方面的漏洞：假使负载很轻，系统已处于DCM模式，但负载还要继续减轻，则占空比D也会随之减小，但它不可能无限减小，会撞到南墙，因为控制器有最小导通时间的概念。比如TI的TPS61175，这个时间为60nS左右，也就是说占空比只能减小到60nS。
形势比人强，轻载时不得不学会抛脉冲，否则输出电压会高于设定值，便不是稳压源了，这也是大多数芯片都集成PSM或PFM模式的原因。
PSM
如果说PWM模式像个规规矩矩的劳模，那么PSM模式则像一个会偷懒的摸鱼大师。在轻载时，如果使能了PSM模式，那么不是每个开关周期都进行开关动作，而是会跳过部分开关脉冲，当输出电压下降到一定阈值时才垂死病中惊坐起，突发几个开关脉冲来补充电能，随后再次进入躺平状态。
由PWM演变到PSM的过程如下图，可见相对于常规的PWM模式，PSM模式的等效频率大大降低，这种方式显著降低了开关损耗，从而提升轻载效率。
PSM实现原理
现象都懂，那PSM模式是如何实现的呢？
如上图，是同时集成了PSM和PWM模式的控制器架构，我们先说下两者的切换逻辑。
通过电流检测信号VSENI和参考信号VSENREF的比较，实现PWM和PSM模式之间的切换：
- 当电流采样信号VSENI>VSENREF时，说明是重载，VICMP为低电平，在组合逻辑电路的变换下，VPWMO和VDRIVE都等于VPWM；
- 当VSENI<VSENREF时，说明是轻载，经过组合逻辑电路的变换，VPSMO和VDRIVE等于VPSM。
PWM和PSM模式的切换示意图如下：
接下来再重点说下PSM模式的实现过程。
实现PSM模式最核心的器件是窗口比较器，它设定了两个阈值：VL1（下限）和VH1（上限）。其实也可以用滞回比较器来做，带正反馈功能的单比较器即可形成滞回功能，从而形成两个门限。有了门限后，PSM的设计便围绕“检测-判断-动作-休眠”这个循环展开。电压高过上限（VH1），说明输出能量过剩，跳脉冲继续睡；电压低过下限（VL1），赶紧发波。
如上图，我们可以看到反馈信号VFB，除了送至PWM mode controller，也送到了PSM mode controller的窗口比较器端。当负载减轻，使VSENI<VSENREF，说明PSM占据环路，当负载进一步减轻，输出降压将升高，当减轻到VFB>VH1时，VR1为高电平，使得VQ1和VQ2为高电平。因为VQ2连接到了或门的输入，并且VQ2为高电平，所以不管CLK怎么样，或门的输出VPSM都将为高电平。因此，如果输出电压过高，将导致开关脉冲被跳过，示意图如下图：
当跳脉冲后，输出降压将下降，当下降到VFB<VL1时，CLK将透过去，重新发波，由此循环往复。
如果想了解更多细节，可看看参考文献。
窗口值ΔV（VH1-VL1）是关键设计参数，直接决定了输出电压纹波的幅值和频率，ΔV越大，则每次突发输送的能量越多，纹波越大，休眠时间越长，等效频率越低。需要在纹波和效率之间进行折衷。
PSM的特点
PSM最大的优势是提高了轻载效率，在休眠期间，控制器的开关损耗、栅极驱动损耗、部分逻辑电路损耗都几乎为零，大大降低了待机功耗，这对于电池供电设备（如手机）来说很重要。
但缺点是输出电压纹波远大于PWM模式。此外，开关频率不固定，且可变范围大，容易带来EMI（电磁干扰）问题。如果等效开关频率落在音频范围内（20Hz-20kHz），还可能会产生人耳可听噪声问题。
另外一个缺点是动态响应慢，当负载突然从很轻变重时，控制器可能正处于SKIP状态，无法立即响应，可能导致输出电压有一个较大的跌落。
参考文献：PSM调制方式参考了台湾中山大学的论文《High Efficiency Buck Converter with Wide Load Current Range Using Dual-mode of PWM and PSM》（作者Tzung-Je Lee∗, Member, IEEE, Chia-Hsin Hsu†, and Chua-Chin Wang†, Senior Member, IEEE）
