開關(guān)電源ccm和dcm工作模式

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1、WORD格式可編輯開關(guān)電源Buck電路CCM及DCM工作模式一、Buck開關(guān)型調(diào)整器:圖1二、CCM及DCM定義：1、CCM(ContinuousConductionMode),連續(xù)導(dǎo)通模式：在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，電感電流從不會到0?；蛘哒f電感從不“復(fù)位”，意味著在開關(guān)周期內(nèi)電感磁通從不回到0，功率管閉合時(shí)，線圈中還有電流流過。2、DCM，(DiscontinuousConductionMode)非連續(xù)導(dǎo)通模式：在開關(guān)周期內(nèi)，電感電流總會會到0，意味著電感被適當(dāng)?shù)亍皬?fù)位”，即功率開關(guān)閉合時(shí)，電感電流為零。3、BCM（Bou

2、ndaryConductionMode），邊界或邊界線導(dǎo)通模式：控制器監(jiān)控電感電流，一旦檢測到電流等于0，功率開關(guān)立即閉合?？刂破骺偸堑入姼须娏鳌皬?fù)位”來激活開關(guān)。如果電感值電流高，而截至斜坡相當(dāng)平，則開關(guān)周期延長，因此，BCM變化器是可變頻率系統(tǒng)。BCM變換器可以稱為臨界導(dǎo)通模式或CRM（CriticalConductionMode）。圖1通過花電感電流曲線表示了三種不同的工作模式。圖2電感工作的三種模式專業(yè)知識整理分享WORD格式可編輯電流斜坡的中點(diǎn)幅值等于直流輸出電流的平均值，峰值電流與谷值電流之差為紋波電流。三

3、、CCM工作模式及特點(diǎn)根據(jù)CCM定義，測試出降壓變換器工作于連續(xù)模式下的波形，如下圖3所示。圖3波形1表示PWM圖形，將開關(guān)觸發(fā)成導(dǎo)通和截止。當(dāng)開關(guān)SW導(dǎo)通時(shí)，公共點(diǎn)SW/D上的電壓為Vin。相反，當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，公共點(diǎn)SW/D電壓將擺到負(fù)，此時(shí)電感電流對二極管D提供偏置電流，出現(xiàn)負(fù)降壓——續(xù)流作用。波形3描述了電感兩端電壓的變化。在平衡點(diǎn)，電感L兩端的平均電壓為0，及S1+S2=0。S1面積對應(yīng)于開關(guān)導(dǎo)通時(shí)電壓與時(shí)間的乘積，S2面積對應(yīng)于開關(guān)關(guān)斷時(shí)電壓與時(shí)間的乘積。S1簡單地用矩形高度（-）乘以D，而S2也是矩形高度-

4、t乘以（1-D）。如果對S1和S2求和，然后再整個(gè)周期內(nèi)平均，得到（D（-）-（1-D））/=0化簡上式可以到CCM的降壓DC傳遞函數(shù)：=D=M或M=/專業(yè)知識整理分享WORD格式可編輯從上式可以看到是隨D(占空比)變化的。理想情況下，傳遞特性獨(dú)立于輸出負(fù)載。但是書上說這種描述，并不十分精確，具體的待我認(rèn)真看了再告訴大家。其實(shí)我們再看上面最后一個(gè)波形，在開關(guān)的閉合的時(shí)候，SW/D點(diǎn)電流波形有個(gè)很大的尖峰，我自己有測的是電壓波形，用電壓芯片ACT4065及ACT4065A,如圖4、圖5所示，具體原因有以下兩個(gè)方面。圖4圖

5、5第一、因?yàn)樵陂_關(guān)閉合，將作用到二極管的陰極，突然中斷了二極管的導(dǎo)通周期。對于PN二極管，首先需要將正向?qū)〞r(shí)PN結(jié)變回到電中性時(shí)的PN結(jié)，移去所有的少數(shù)載流子。二極管除去所有的注入電荷需要一定的時(shí)間才能恢復(fù)到它的斷開狀態(tài)，在完全恢復(fù)之前，它呈現(xiàn)短路行為。對于肖特基二極管，有金屬半導(dǎo)體硅結(jié)，它沒有恢復(fù)效應(yīng)，然而，有很大的寄生電容，也有結(jié)電容。當(dāng)二極管導(dǎo)通，一旦放電，SW很快通過放電電容作用電壓，產(chǎn)生電流尖峰。所以減緩閉合開關(guān)SW時(shí)間將會有助于降低尖峰電流。第二、與電流形狀有關(guān)。從圖像中可以看到輸出紋波（電容電流波形）很

6、小。輸出紋波很平滑，“無脈沖”。意味著輸出電流信號能很好地為后續(xù)電路所接受，即電源中污染較小。另外，輸入電流不僅有尖峰，而且看上去像方波。如果電感L的值趨于無窮大，輸入電流的波形就是實(shí)實(shí)在在的方波。因此，該電流是“脈動”電流，包含大量的污染分量，比一般的正弦形狀的電流更難濾波。方波:由正弦波的奇次諧波組成,也就是由正弦1,3,5,7...n等頻率組成。對于開關(guān)關(guān)斷的瞬間也有尖峰產(chǎn)生，我覺得應(yīng)該也是與二極管及SW腳的寄生電容及結(jié)電容有關(guān)。通過以上可以總結(jié)出CCM降壓變化器的特點(diǎn)：1、D限定在小于1，降壓變換器的輸出電壓始

7、終小于輸入電壓；2、如果忽略各種歐姆損耗，?變換系數(shù)M與負(fù)載電流無關(guān)；3、通過變化占空比D，可以控制輸出電壓；4、降壓變換器工作于CCM，會帶來附加損耗。因?yàn)槔m(xù)流二極管反向恢復(fù)電荷需要時(shí)間來消耗，這對于功率開關(guān)管而言，是附加的損耗負(fù)擔(dān)；5、輸出沒有脈沖紋波，但是有脈沖輸入電流。專業(yè)知識整理分享WORD格式可編輯四、DCM工作模式及相關(guān)特點(diǎn)開關(guān)器件在負(fù)載電流較大的時(shí)都是工作CCM模式，但當(dāng)隨著負(fù)載電流下降，紋波電流將整體下降，如圖2所示，當(dāng)負(fù)載電流減小到諧波峰峰值一半時(shí)，即=（-）/2,斜坡的最低點(diǎn)正好降到零，在這個(gè)最低

8、點(diǎn)，電感電流為零，電感儲能為零。如果電感負(fù)載電流進(jìn)一步減小，電感將進(jìn)入DCM工作模式，電壓和電流波形將發(fā)生很大的變化如下圖6所示，以及傳遞函數(shù)將發(fā)生很大的變化。圖6從波形4，可以看到電感電流下降到0，引起續(xù)流二極管截止。如果出現(xiàn)此情況，電感左端開路。理論上，電感左端的電壓應(yīng)該回到，因?yàn)殡姼蠰不再有電流，不產(chǎn)生振蕩。但是由于周圍存在