BUCK變換器的三種工作模式

根據(jù)BUCK電感的電流狀態(tài)，可以把BUCK變換器分為三種模式1、CCM（電感連續(xù)模式）2、BCM（電感電流臨界連續(xù)模式）3、DCM（電感電流斷續(xù)模式）

圖1為連續(xù)模式下電感電流波形

1、CCM模式：當(dāng)開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí)電感電流上升，直到Ton結(jié)束時(shí)到達(dá)最大值ILmax，當(dāng)開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)時(shí)電感電流開(kāi)始下降，當(dāng)Toff結(jié)束時(shí)如果電感ILmin仍然大于零時(shí)，電感電流在一個(gè)周期內(nèi)都為連續(xù)的，電感的這種工作模式即為CCM模式

在這種模式下電感的平均電流即為電感斜坡的中點(diǎn)電流，由于BUCK電路的輸出電流和電感電流平均電流是一致的，所以Io=ILav=（ILmin+ILmax）/2。

開(kāi)關(guān)管的斜坡中點(diǎn)電流Isw等于電感斜坡中點(diǎn)電流，則開(kāi)關(guān)管平均電流為Iswav=Isw*Ton/T=ILav*Ton/T=ILav*D。

同理二極管的平均電流為IDav=ILav*Toff/T=ILav*（1-D）（T=Ton+Toff）

圖2為臨界模式下電感電流波形

2、BCM模式：當(dāng)開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí)電感電流上升，直到Ton結(jié)束時(shí)到達(dá)最大值ILmax，當(dāng)開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)時(shí)電感電流開(kāi)始下降，當(dāng)Toff結(jié)束時(shí)如果電感ILmin恰好等于零但沒(méi)有維持一段時(shí)間，電感的這種工作模式即為BCM模式。

在這種模式下電感的平均電流即為電感斜坡的中點(diǎn)電流，由于BUCK電路的輸出電流和電感電流平均電流是一致的，所以Io=ILav=（ILmin+ILmax）/2，由于此時(shí)ILmin=0，則Io=ILav=ILmax/2。

開(kāi)關(guān)管的斜坡中點(diǎn)電流Isw等于電感斜坡中點(diǎn)電流，則開(kāi)關(guān)管平均電流為Iswav=Isw*Ton/T=ILav*Ton/T=ILav*D

同理二極管的平均電流為IDav=ILav*Toff/T=ILav*（1-D）（T=Ton+Toff）

圖3為斷續(xù)模式下電感電流波形

3、DCM模式：當(dāng)開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí)電感電流上升，直到Ton結(jié)束時(shí)到達(dá)最大值ILmax，當(dāng)開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)時(shí)電感電流開(kāi)始下降，當(dāng)Toff結(jié)束時(shí)如果電感ILmin等于零并維持一段時(shí)間，電感電流在Tdead時(shí)間內(nèi)持續(xù)為零，電感的這種工作模式為DCM模式。

在這種模式下電感的平均電流即為電感斜坡的中點(diǎn)電流，但是此時(shí)的輸出電流并不等于電感電流斜坡電流中點(diǎn)值，此時(shí)的輸出電流應(yīng)該是Io=ILav

開(kāi)關(guān)管的斜坡中點(diǎn)電流Isw等于電感斜坡中點(diǎn)電流，則開(kāi)關(guān)管平均電流為Iswav=Isw*Ton/T=ILav*Ton/T=ILav*D

同理二極管的平均電流為IDav=ILav*Toff/T（T=Toff+Ton+Tread）

由圖1和圖2可知，在臨界和連續(xù)模式下，開(kāi)關(guān)管的周期T=Ton+Toff，而在斷續(xù)模式下，開(kāi)關(guān)管周期T=Ton+Toff+Tdead。