Buck电路@@的@@CCM、DCM、BCM模式@@

本文转载自@@: 硬件十万个为什么微信公众号@@@@

一@@、Buck开关型调整器@@:

可以看到@@:

1、输入电压@@@@12V

2、输入电容@@33uF

3、控制脉冲@@:电压@@12V,上升时间@@500ns,下降时间@@500ns,脉宽@@4us,周期@@10us

4、输出电感@@3.3uH

5、输出电容@@100uF

二@@、CCM、DCM、BCM的定义@@:

1、CCM (ContinuousConduction Mode),连续导通模式@@@@:在一@@个开关周期@@内@@,电感电流@@从不会达到@@0A。或@@者说电感从不@@“复位@@”,意味着在开关周期@@内@@电感磁通从不回到@@0,功率管闭合时@@,线圈中还有电流流过@@。

2、DCM,(Discontinuous Conduction Mode)非连续导通模式@@@@@@:在开关周期@@内@@,电感电流@@总会到@@0,意味着电感被适当地@@“复位@@”,即功率开关闭合时@@,电感电流@@为零@@。

3、BCM(Boundary Conduction Mode),边界或@@边界线导通模式@@@@:控制器监控电感电流@@@@,一@@旦检测到电流等于@@0,功率开关立即闭合@@。控制器总是等电感电流@@@@“复位@@”来激活开关@@。如果电感值电流高@@,而截至斜坡相当平@@,则开关周期@@延长@@,因此@@,BCM变化器是可变频率系统@@。BCM变换器可以称为临界导通模式@@或@@@@CRM(Critical Conduction Mode)。

三@@个波形在一@@起对比@@:


三@@、三@@种工作模式@@的特点@@:

CCM模式@@(非同步@@BUCK为例@@)

为了说明问题@@,我们只在方正电路@@上修改了负载为@@2欧姆@@,增加@@I,使其更大@@,这样电感电流@@是基于@@I进行变化的@@,纹波电流与@@@@0A距离更远@@。


实测波形@@为@@:

仿真波形@@:

紫色@@:IL电感电流@@

绿色@@:Vsw公共开关点电压@@@@

非同步@@控制器的降压变换器@@Buck工作于@@CCM,会带来附加损耗@@。因为续流二@@极管反向恢复电荷需要时间来消耗@@,这对于功率开关管而言@@,是附加的损耗负担@@;

BCM是一@@种特殊的@@CCM,它的电感的电流最小值为@@0

此时我们把负载调为@@3.6Ω,这样让纹波电流压着@@0A,形成一@@个临界的状态@@。


实测波形@@:

仿真波形@@:

DCM模式@@(非同步@@BUCK为例@@)

我们把负载调小@@,也就是@@IL电源的输出电流变小了@@。相当于上面的纹波电流继续往下移动@@,穿过@@0A的坐标线@@。我们知道由于二@@极管的正向导通性@@,上管关闭@@。所以电感上的电流不会出现负数@@(我们设定输出方向为正方向@@)。此时就会出现电感上电流为@@0。




实测波形@@

仿真图中@@,黄色为电感电流@@@@,蓝色为@@Vsw电压@@

四@@、CCM与@@DCM比较@@:

1、DCM能降低功耗的@@,DCM模式@@的转换效率更高些@@;

2、工作于@@DCM模式@@,在电感电流@@为@@0的时候@@,会产生振荡现象@@;

3、工作于@@CCM模式@@,输出电压@@与@@负载电流无关@@,当工作于@@@@DCM模式@@,输出电压@@受负载影响@@,为了控制电压@@恒定@@,占空比必须随着负载电流的变化而变化@@。