钜大LARGE | 点击量：1191次 | 2021年07月28日
电源芯片的工作模式都是什么特点？
开关电源以其体积小、能量利用率高的特性，被广泛使用于航天特种范畴、家电、通信等范畴。那开关电源常见的工作模式是什么呢？工作在这种模式下又具备什么特点？本文为您讲解常见的两种模式：CCM，DCM。
开关电源以其体积小、能量利用率高的特性，被广泛使用于航天特种范畴、家电、通信等范畴。那开关电源常见的工作模式是什么呢？工作在这种模式下又具备什么特点？本文为您讲解常见的两种模式：CCM，DCM。
1、CCM及DCM的含义
1.CCM（ContinuousConductionMode）持续导通模式：在一个开关周期内，电感电流从不会到0。通俗来讲就是电感从不复位，意味着在开关周期内电感磁通量从不为0，功率管闭合后，电感中还有电流流过。
2.DCM（DiscontinuousConductionMode）非持续导通模式或者叫断续导通模式：在一个开关周期内，电感电流总会会到0。通俗来讲就是电感被适当复位，功率管闭合后，电感中电流为0。
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2、CCM工作模式与特点
1.依据CCM的特点，测得降压变压器工作在持续模式下的波形。如下图1所示。
波形1表示PWM的波形，将开关管触发成导通和截止状态。当开关管SW导通时，公共点SW/D上的电压为Vin。当开关管SW关断时，公共点SW/D上的电压为负压，电感电流就会对二极管D萌生偏置电流，出现负压降实现续流的用途。
波形3描述了电感两端电压的变化。在平衡点，电感L两端的均匀电压为0，即S1+S2=0。S1面积对应开关导通时电压与时间的乘积，S2面积对应于开关关断时电压与时间的乘积。S1简单地用矩阵高度（Vin-VOUT）乘以DTSW，S2也可以简单地用矩阵高度-Vout乘以（1-D）Tsw。假如对S1和S2求和，然后再整个周期Tsw内均匀，得到：
（D(Vin-Vout)Tsw-Vout(1-D)Tsw）/Tsw=0
化简上式可以得到CCM的降压DC传递函数：
Vout=DVin
从上式可以看到Vout是随着D(占空比)变化的。
总结CCM降压变压器的特点：
bullD限定在小于1，降压变压器的输出电压必定小于输入电压。
bull通过变化占空比D，可以控制输出电压。
bull工作在CCM模式下，会带来额外的损耗。因为续流二极管反向恢复电荷要时间来消耗，这关于功率开关管而言，就是附加的损耗负担。
bull输出没有脉冲纹波，但是有脉冲输入电流。
3、DCM工作模式及特点
1.开关器件在负载电流较大的时都是工作CCM模式，但当随着负载电流下降，纹波电流将整体下降。当电感电流持续减小，电感就会进入DCM工作模式，电压和电流波形将发生很大的变化如下图2。
波形4中可以看出，电感电流下降为0，导致续流二极管截止。假如出现此类情况，电感左侧处于开路状态。理论上，电感左侧的电压应当回到Vout，因为电感L不再有电流，不萌生振荡。但是由于周围存在很多的寄生电容。如二极管和SW的寄生电容，容易形成振荡电路。
关于bUCK调整器，电感进入不持续工作模式也不会有什么问题。在进入不持续模式之前，直流输出电压Vout=VinTon/T。通过这个公式可以分明看出与电流参数无关，所以当负载变化时，不要调节占空比，D输出电压仍旧恒定。
进入DCM工作后，传递函数将发生变化，CCM的传递函数将不在适用。开关管导通时间随直流电流的减小而减小。下面是DCM模式下的传递函数，占空比与负载电流有关，即：
因为控制环路要控制输出电压恒定，负载电阻R与负载电流成反比关系。假设Vout，Vin，L，T恒定，为了控制电压恒定，占空比非得随着负载电流的变化而变化。
在临界转换电流处，传递函数从CCM变成DCM。工作CCM时，占空比保持恒定，不随负载电流而改变；工作于DCM时，占空比随负载电流减小而改变。
总结DCM降压变压器的特点：
bullVOUT要依赖负载电流；
bull关于占空比，DCM下的传递系数比CCM在负载电流低工作时，深度DCM传递系数更容易达到1。
4、CCM与DCM的比较
bullDCM模式功耗较低，DCM转换效率较高，属于能量完全转换；
bull工作于DCM模式下，输出电流的纹波比CCM的要大；
bull工作于DCM模式，在电感电流为0时，会萌生振荡现象；
bull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，占空比非得随着负载电流变化而变化。
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