Buck电路的CCM、DCM、BCM模式

本文转载自： 硬件十万个为什么微信公众号

一、Buck开关型调整器:

可以看到：

1、输入电压12V

2、输入电容33uF

3、控制脉冲：电压12V，上升时间500ns，下降时间500ns，脉宽4us，周期10us

4、输出电感3.3uH

5、输出电容100uF

二、CCM、DCM、BCM的定义：

1、CCM (ContinuousConduction Mode),连续导通模式：在一个开关周期内，电感电流从不会达到0A。或者说电感从不“复位”，意味着在开关周期内电感磁通从不回到0，功率管闭合时，线圈中还有电流流过。

2、DCM，(Discontinuous Conduction Mode)非连续导通模式：在开关周期内，电感电流总会到0，意味着电感被适当地“复位”，即功率开关闭合时，电感电流为零。

3、BCM（Boundary Conduction Mode），边界或边界线导通模式：控制器监控电感电流，一旦检测到电流等于0，功率开关立即闭合。控制器总是等电感电流“复位”来激活开关。如果电感值电流高，而截至斜坡相当平，则开关周期延长，因此，BCM变化器是可变频率系统。BCM变换器可以称为临界导通模式或CRM（Critical Conduction Mode）。

三个波形在一起对比：

 

三、三种工作模式的特点：

CCM模式(非同步BUCK为例)

为了说明问题，我们只在方正电路上修改了负载为2欧姆，增加I，使其更大，这样电感电流是基于I进行变化的，纹波电流与0A距离更远。

 

实测波形为：

仿真波形：

紫色：IL电感电流

绿色：Vsw公共开关点电压

非同步控制器的降压变换器Buck工作于CCM，会带来附加损耗。因为续流二极管反向恢复电荷需要时间来消耗，这对于功率开关管而言，是附加的损耗负担；

BCM是一种特殊的CCM，它的电感的电流最小值为0

此时我们把负载调为3.6Ω，这样让纹波电流压着0A，形成一个临界的状态。

 

实测波形：

仿真波形：

DCM模式(非同步BUCK为例)

我们把负载调小，也就是IL电源的输出电流变小了。相当于上面的纹波电流继续往下移动，穿过0A的坐标线。我们知道由于二极管的正向导通性，上管关闭。所以电感上的电流不会出现负数（我们设定输出方向为正方向）。此时就会出现电感上电流为0。

 

 

 

实测波形

仿真图中，黄色为电感电流，蓝色为Vsw电压

四、CCM与DCM比较：

1、DCM能降低功耗的，DCM模式的转换效率更高些；

2、工作于DCM模式，在电感电流为0的时候，会产生振荡现象；

3、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，占空比必须随着负载电流的变化而变化。

审核编辑 黄宇