#一起学电源#buck电路非连续导通模式下的参数计算

okhxyyo

#一起学电源#buck电路非连续导通模式下的参数计算 [复制链接]

前面我们讨论了连续导通模式下参数的计算，这一讲我们来讲讲buck电路在非连续导通模式下的参数计算。

 

buck电路的CCM工作模式

下面我们看下图buck电路中的电感电流，如下图1电感电流最小值为0，紧接着开关管导通电感电流增加。下一个周期继续重复以上过程。这个状态叫BCM（Boundary Conduction Mode）导通状态。

 

前面我们讨论计算的情况时提到：

 

该状态下在每个周期内电感电流不等于0.

此时工作模式叫连续导通模式即CCM(Continuous Conduction Mode)。（如图2）

 

                                    图1：  BCM模式

 

 

 

                                        图2：CCM模式

 

 

buck电路的DCM工作模式

如果电感电流为0之后等一会儿电感电流才开始增加这个时候波形时怎样的，这个模式叫什么呢？

我们看下图。我们可以看到电感电流为0之后，电感电流在下一个功率管开通之前一直保持0状态。而且SW在关断期间

 期间有SW振荡分频现象。这个状态叫DCM（Discontinuous Conduction Mode)）模式。断续导通模式下输入输出电压关系是怎样的呢？下面我们来计算一下。

 

 

                                     图3：DCM模式

 

 

电感电流断续情况下，输出电压不像连续导通模式下

 

根据能量守恒定律，输入功率与输出功率相等（不考虑压降即损耗）开关管导通时，输入电压为

 .输入电流线性增长与电感电流相等。

 

那么此时输入的瞬时功率

 

我们对开关管导通期间

 内积分。

那么一个周期的平均功率

 

输出功率与输入功率相等

 

从公式可以看出，输出电压不仅与输入电压

 有关还与输出电流  ，导通时间  及电感L相关。

下面我来看一下BCM导通模式，该模式有一个典型特点就是最小电流

 =0，且此时功率MOS立即进入导通状态(无延时)；

此时电流

 

此时临界状态下的电感

 

若

 电路进入连续导通模式CCM；

若

 电路进入断续模式DCM；

 

关于DCM模式波形我看MicroChip一款降压BUCK也有类似的描述，感兴趣的网友也可以点开这份文档看一下。..\Downloads\MCP1631.pdf

 

 

DCM模式产生原因分析

那么buck电路的DCM模式又是怎么产生的呢？

答：这是因为电路由重载进入轻载过程中反馈回路为了维持输出电压稳定，控制驱动MOS管的脉冲变窄。（反馈回路一节已经详细说明）而实际输出占空比不可能无限的窄，所以这就出现了DCM导通模式，在DCM模式下，电路稳定性会变差（相对于CCM或BCM模式）。

为了保持电路电流可调最小范围变宽。通过前面推导公式可知。增加输出电感或者增加开关频率可以进一步降低临界电流最小值。

 

看完了以上知识讲解，大家对buck电路的几种工作模式或具体的计算推导有什么疑问吗？欢迎跟帖留言提问，另外，咱们今天再来布置一道思考题，欢迎大家积极跟帖回答。

 

思考题：为什么我们看到其他IC资料的时候，电感计算都是按照CCM模式计算的？

查看本帖全部内容，请登录或者注册