鉅大LARGE | 點擊量：1220次 | 2021年07月28日
電源芯片的工作模式都是什么特點？
開關電源以其體積小、能量利用率高的特性，被廣泛使用于航天特種范疇、家電、通信等范疇。那開關電源常見的工作模式是什么呢？工作在這種模式下又具備什么特點？本文為您講解常見的兩種模式：CCM，DCM。
開關電源以其體積小、能量利用率高的特性，被廣泛使用于航天特種范疇、家電、通信等范疇。那開關電源常見的工作模式是什么呢？工作在這種模式下又具備什么特點？本文為您講解常見的兩種模式：CCM，DCM。
1、CCM及DCM的含義
1.CCM（ContinuousConductionMode）持續導通模式：在一個開關周期內，電感電流從不會到0。通俗來講就是電感從不復位，意味著在開關周期內電感磁通量從不為0，功率管閉合后，電感中還有電流流過。
2.DCM（DiscontinuousConductionMode）非持續導通模式或者叫斷續導通模式：在一個開關周期內，電感電流總會會到0。通俗來講就是電感被適當復位，功率管閉合后，電感中電流為0。
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2、CCM工作模式與特點
1.依據CCM的特點，測得降壓變壓器工作在持續模式下的波形。如下圖1所示。
波形1表示PWM的波形，將開關管觸發成導通和截止狀態。當開關管SW導通時，公共點SW/D上的電壓為Vin。當開關管SW關斷時，公共點SW/D上的電壓為負壓，電感電流就會對二極管D萌生偏置電流，出現負壓降實現續流的用途。
波形3描述了電感兩端電壓的變化。在平衡點，電感L兩端的均勻電壓為0，即S1+S2=0。S1面積對應開關導通時電壓與時間的乘積，S2面積對應于開關關斷時電壓與時間的乘積。S1簡單地用矩陣高度（Vin-VOUT）乘以DTSW，S2也可以簡單地用矩陣高度-Vout乘以（1-D）Tsw。假如對S1和S2求和，然后再整個周期Tsw內均勻，得到：
（D(Vin-Vout)Tsw-Vout(1-D)Tsw）/Tsw=0
化簡上式可以得到CCM的降壓DC傳遞函數：
Vout=DVin
從上式可以看到Vout是隨著D(占空比)變化的。
總結CCM降壓變壓器的特點：
bullD限定在小于1，降壓變壓器的輸出電壓必定小于輸入電壓。
bull通過變化占空比D，可以控制輸出電壓。
bull工作在CCM模式下，會帶來額外的損耗。因為續流二極管反向恢復電荷要時間來消耗，這關于功率開關管而言，就是附加的損耗負擔。
bull輸出沒有脈沖紋波，但是有脈沖輸入電流。
3、DCM工作模式及特點
1.開關器件在負載電流較大的時都是工作CCM模式，但當隨著負載電流下降，紋波電流將整體下降。當電感電流持續減小，電感就會進入DCM工作模式，電壓和電流波形將發生很大的變化如下圖2。
波形4中可以看出，電感電流下降為0，導致續流二極管截止。假如出現此類情況，電感左側處于開路狀態。理論上，電感左側的電壓應當回到Vout，因為電感L不再有電流，不萌生振蕩。但是由于周圍存在很多的寄生電容。如二極管和SW的寄生電容，容易形成振蕩電路。
關于bUCK調整器，電感進入不持續工作模式也不會有什么問題。在進入不持續模式之前，直流輸出電壓Vout=VinTon/T。通過這個公式可以分明看出與電流參數無關，所以當負載變化時，不要調節占空比，D輸出電壓仍舊恒定。
進入DCM工作后，傳遞函數將發生變化，CCM的傳遞函數將不在適用。開關管導通時間隨直流電流的減小而減小。下面是DCM模式下的傳遞函數，占空比與負載電流有關，即：
因為控制環路要控制輸出電壓恒定，負載電阻R與負載電流成反比關系。假設Vout，Vin，L，T恒定，為了控制電壓恒定，占空比非得隨著負載電流的變化而變化。
在臨界轉換電流處，傳遞函數從CCM變成DCM。工作CCM時，占空比保持恒定，不隨負載電流而改變；工作于DCM時，占空比隨負載電流減小而改變。
總結DCM降壓變壓器的特點：
bullVOUT要依賴負載電流；
bull關于占空比，DCM下的傳遞系數比CCM在負載電流低工作時，深度DCM傳遞系數更容易達到1。
4、CCM與DCM的比較
bullDCM模式功耗較低，DCM轉換效率較高，屬于能量完全轉換；
bull工作于DCM模式下，輸出電流的紋波比CCM的要大；
bull工作于DCM模式，在電感電流為0時，會萌生振蕩現象；
bull工作于CCM模式，輸出電壓與負載電流無關。當工作于DCM模式，輸出電壓受負載影響，為了控制電壓恒定，占空比非得隨著負載電流變化而變化。
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