【導(dǎo)讀】從事過電源開發(fā)的工程師都接觸過CCM、DCM、BCM這幾個(gè)詞匯，也能大致了解其含義，但是對(duì)于這幾個(gè)概念的由來，和為什么要搞清楚這幾個(gè)概念往往還是模糊的。 以圖所示的Buck電路圖為例，說明電源的工作模式。為了簡(jiǎn)單的說明電源的工作模式，用仿真軟件模擬一個(gè)Buck電路用于展示幾種工作模式的情況。
從事過電源開發(fā)的工程師都接觸過CCM、DCM、BCM這幾個(gè)詞匯，也能大致了解其含義，但是對(duì)于這幾個(gè)概念的由來，和為什么要搞清楚這幾個(gè)概念往往還是模糊的。 以圖所示的Buck電路圖為例，說明電源的工作模式。為了簡(jiǎn)單的說明電源的工作模式，用仿真軟件模擬一個(gè)Buck電路用于展示幾種工作模式的情況。
Buck電路圖 圖中，輸入電壓是12V，輸入電容是33uF。控制脈沖的電壓是12V，上升時(shí)間500ns，下降時(shí)間500ns，脈寬4us，周期10us。輸出電感是3.3uH。輸出電容是100uF。 （1）CCM、DCM、BCM的定義： 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)電感磁通從不會(huì)到0，功率管閉合時(shí)，線圈中還有電流流過。CCM模式電感電流波形如圖所示。
圖 CCM模式電感電流波形圖
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。DCM模式電感電流波形如圖 所示。
圖 DCM模式電感電流波形圖
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(cè)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(zhǎng)，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）。BCM模式電感電流波形如圖 所示。
圖 BCM模式電感電流波形圖
將三種模式下電感電流的波形放在一起對(duì)比，如圖 所示。
圖 三種工作模式的電感電流圖
（3）三種工作模式的特點(diǎn)： 以圖所示的非同步Buck電路為例，來說明三種工作模式的特點(diǎn)。
圖 非同步Buck電路圖
為了說明問題，我們只在仿真電路上修改了負(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)。非同步Buck電路仿真圖如圖 所示。
圖 非同步Buck電路仿真圖
圖7.8中的輸出電流為
開關(guān)點(diǎn)電壓和電感電流實(shí)測(cè)波形如圖7.9所示
圖 開關(guān)點(diǎn)電壓和電感電流實(shí)測(cè)波形圖
開關(guān)點(diǎn)電壓和電感電流仿真波形如圖 所示 圖中，紫色為IL電感電流，綠色為Vsw公共開關(guān)點(diǎn)電壓
圖 開關(guān)點(diǎn)電壓和電感電流仿真波形圖
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)。BCM模式仿真電路圖如圖所示。
圖 BCM模式仿真電路圖
BCM模式開關(guān)點(diǎn)電壓和電感電流實(shí)測(cè)波形如圖所示：
BCM模式開關(guān)點(diǎn)電壓和電感電流實(shí)測(cè)波形圖
BCM模式開關(guān)點(diǎn)電壓和電感電流仿真波形如圖所示。
圖 BCM模式開關(guān)點(diǎn)電壓和電感電流仿真波形圖
以非同步BUCK的DCM模式為例。 如果把負(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。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。DCM模式仿真電路圖如圖7.14所示。
圖 1.27 DCM模式仿真電路圖
DCM模式開關(guān)點(diǎn)電壓和電感電流實(shí)測(cè)波形如圖所示
圖 1.28 DCM模式開關(guān)點(diǎn)電壓和電感電流實(shí)測(cè)波形圖
DCM模式開關(guān)點(diǎn)電壓和電感電流仿真圖如圖7.16所示，黃色為電感電流，藍(lán)色為Vsw電壓
圖 DCM模式開關(guān)點(diǎn)電壓和電感電流仿真波形圖
（4）CCM與DCM比較： ①DCM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。
（來源：硬件十萬個(gè)為什么）
免責(zé)聲明：本文為轉(zhuǎn)載文章，轉(zhuǎn)載此文目的在于傳遞更多信息，版權(quán)歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問題，請(qǐng)聯(lián)系小編進(jìn)行處理。
推薦閱讀：
可實(shí)現(xiàn)高可靠性的5G宏基站設(shè)計(jì)
高精度運(yùn)放能在低功率實(shí)現(xiàn)快速多路復(fù)用
模擬和數(shù)字MEMS麥克風(fēng)集成進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的差別
