細(xì)說Buck之CCM、DCM、BCM

一、Buck開關(guān)型調(diào)整器:

可以看到：

1、輸入電壓12V

2、輸入電容33uF

3、控制脈沖：電壓12V，上升時(shí)間500ns，下降時(shí)間500ns，脈寬4us，周期10us

4、輸出電感3.3uH

5、輸出電容100uF

二、CCM、DCM、BCM的定義：

1、CCM (ContinuousConduction Mode),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(huì)達(dá)到0A。或者說電感從不“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，(Discontinuous Conduction Mode)非連續(xù)導(dǎo)通模式：在開關(guān)周期內(nèi)，電感電流總會(huì)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（Boundary Conduction Mode），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。控制器總是等電感電流“復(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（Critical Conduction Mode）。

三個(gè)波形在一起對(duì)比：

三、三種工作模式的特點(diǎn)：

CCM模式(非同步BUCK為例)

為了說明問題，我們只在方正電路上修改了負(fù)載為2歐姆，增加I，使其更大，這樣電感電流是基于I進(jìn)行變化的，紋波電流與0A距離更遠(yuǎn)。

實(shí)測波形為：

仿真波形：

紫色：IL電感電流

綠色：Vsw公共開關(guān)點(diǎn)電壓

非同步控制器的降壓變換器Buck工作于CCM，會(huì)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(duì)于功率開關(guān)管而言，是附加的損耗負(fù)擔(dān)；

BCM是一種特殊的CCM，它的電感的電流最小值為0

此時(shí)我們把負(fù)載調(diào)為3.6Ω，這樣讓紋波電流壓著0A，形成一個(gè)臨界的狀態(tài)。

實(shí)測波形：

仿真波形：

DCM模式(非同步BUCK為例)

我們把負(fù)載調(diào)小，也就是IL電源的輸出電流變小了。相當(dāng)于上面的紋波電流繼續(xù)往下移動(dòng)，穿過0A的坐標(biāo)線。我們知道由于二極管的正向?qū)ㄐ裕瞎荜P(guān)閉。所以電感上的電流不會(huì)出現(xiàn)負(fù)數(shù)（我們?cè)O(shè)定輸出方向?yàn)檎较颍?。此時(shí)就會(huì)出現(xiàn)電感上電流為0。

實(shí)測波形

仿真圖中，黃色為電感電流，藍(lán)色為Vsw電壓

四、CCM與DCM比較：

1、DCM能降低功耗的，DCM模式的轉(zhuǎn)換效率更高些；

2、工作于DCM模式，在電感電流為0的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象；

3、工作于CCM模式，輸出電壓與負(fù)載電流無關(guān)，當(dāng)工作于DCM模式，輸出電壓受負(fù)載影響，為了控制電壓恒定，占空比必須隨著負(fù)載電流的變化而變化。

審核編輯：湯梓紅