电源芯片的工作模式都有哪些特点？

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电源芯片的工作模式都有哪些特点？

开关电源以其体积小、能量利用率高的特性，被广泛应用于航天航空领域、家电、通信等领域。那开关电源常见的工作模式有哪些呢？工作在这种模式下又具备哪些特点？本文为您讲解常见的两种模式：CCM，DCM。

1、 CCM及DCM的定义

* b8 [: q1 M) [5 L/ T$ Q$ I/ E, Q  d& d1. CCM（Continuous Conduction Mode）连续导通模式：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。
* N, z0 |" X4 {3 L6 ^) @
% N: v5 e' y$ {+ n* p2. DCM（Discontinuous Conduction Mode）非连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。

* {4 I) Z4 X: f. |; ~# D2、 CCM工作模式与特点

. v8 E$ E# e+ S; K6 j9 ?' W1. 根据CCM的特点，测得降压变压器工作在连续模式下的波形。如下图1所示。

1 n1 [2 W6 x& ?% K+ r3 ]  H

3 R8 y& |& K9 ~8 }  l! o
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产生偏置电流，出现负压降——实现续流的作用。

7 A5 B& K) ]9 R7 H/ C- ]波形3描述了电感两端电压的变化。在平衡点，电感L两端的平均电压为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 。如果对S1和S2求和，然后再整个周期Tsw内平均，得到：
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（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：

7 }; e+ t; W) P6 r" xVout=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：
* q' }! v. v+ e/ p" S
 D限定在小于1，降压变压器的输出电压必定小于输入电压。

8 A& K1 H, ^4 |9 r, _+ u 通过变化占空比D，可以控制输出电压。
) [; a) j* i) ~0 a% F
7 I8 o+ d8 ?" O6 J 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需要时间来消耗，这对于功率开关管而言，就是附加的损耗负担。
8 r- z# ], x7 ~5 z0 h) [
, u6 `* G$ \$ Y  x" v0 X5 J3 M2 A 输出没有脉冲纹波，但是有脉冲输入电流。

  Z1 n5 u+ o' a4 b; s2 _3、 DCM工作模式及特点
4 |3 D( p6 T8 V# `+ Q
& J' C4 G- i$ v1. 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。当电感电流继续减小，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。如果出现此类情况，电感左侧处于开路状态。理论上，电感左侧的电压应该回到Vout，因为电感L不再有电流，不产生振荡。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。

8 o! [6 ~# f  p7 c5 S8 [* Q" [- ]对于BUCK调整器，电感进入不连续工作模式也不会有什么问题。在进入不连续模式之前，直流输出电压Vout=VinTon/T。通过这个公式可以明显看出与电流参数无关，所以当负载变化时，不需要调节占空比，D输出电压依然恒定。
8 x2 m6 e- o8 |( u* q
$ T, d; J6 B8 Y5 w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：

9 |1 [# {6 [4 O5 A- V4 U/ n

Vout=

. \8 P. O2 a7 i) z
3 [  H1 W% I: E: x8 v1 x) ~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，占空比必须随着负载电流的变化而变化。
- c0 g* z/ V9 ~
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。
1 p6 R9 ?4 [  Z/ {( R$ t; S
+ E9 C  r7 c* D5 m总结DCM降压变压器的特点：

8 S( }8 s0 g4 M4 q5 k! q$ f VOUT需要依靠负载电流；

 对于占空比，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

 DCM模式功耗较低，DCM转换效率较高，属于能量完全转换；

 工作于DCM模式下，输出电流的纹波比CCM的要大；

% \6 ~. s1 ^7 R 工作于DCM模式，在电感电流为0时，会产生振荡现象；
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 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变化而变化。

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之前一直没懂，现在看有点明白了，谢谢