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CCM與DCM有何區別?如何區分它們?

電子設計 ? 來源:電子設計 ? 作者:電子設計 ? 2020-10-29 19:09 ? 次閱讀

今天有個小伙伴留言說不明白 CCM 和 DCM 之間的區別,要如何區分這兩種模式,我之前在網絡上有看到一份關于 CCM 和 DCM 這兩者之間的判別及分析的材料,個人感覺講的還是比較到位的,所以分享出來,希望對留言的小伙伴有所幫助。

CCM 又稱為連續導通模式,顧名思義就在在一個開關周期內,電感的電流是連續的,電流不會歸 0,如果按照專業的將就是電感從不 “復位”。

DCM 被稱為非連續導通模式,就是在開關周期內,電感電流總會回歸到 0,也就是電感會被 “復位”。

這兩種模式在波形上有明顯的區別:

在變壓器的初級電流,CCM 模式波形為梯形波,而 DCM 模式是三角波。

在變壓器的次級整流管波形上,CCM 同樣為梯形,而 DCM 則為三角波。

在 MOS 關斷的時候,Vds 的波形顯示,MOS 上的電壓遠超過 Vin+Vf,這是因為,變壓器的初級有漏感。漏感的能量是不會通過磁芯耦合到次級的。那么 MOS 關斷過程中,漏感電流也是不能突變的。漏感的電流變化也會產生感應電動勢,這個感應電動勢因為無法被次級耦合而箝位,電壓會沖的很高。那么為了避免 MOS 被電壓擊穿而損壞,我們都會在初級側加了一個 RCD 吸收緩沖電路,把漏感能量先儲存在電容里,然后通過 R 消耗掉。

當次級電感電流降到了零。這意味著磁芯中的能量已經完全釋放了。那么因為二管電流降到了零,二極管也就自動截止了,次級相當于開路狀態,輸出電壓也就不再返回初級了。由于此時 MOS 的 Vds 電壓高于輸入電壓,所以在電壓差的作用下,MOS 的結電容和初級電感發生諧振。諧振電流給 MOS 的結電容放電。Vds 電壓開始下降,經過 1/4 之一個諧振周期后又開始上升。由于 RCD 箝位電路以及其它寄生電阻的存在,這個振蕩是個阻尼振蕩,幅度越來越小。

F1 比 F2 大很多(從波形上可以看出),這是由于漏感一般相對較小;同時由于 F1 所在回路阻抗比較小,諧振電流較大,所以能夠很快消耗在等效電阻上,這也就是為什么 F1 所在回路很快就諧振結束的原因。

MOS 管在開通和關斷瞬間寄生參數對波形影響:

DCM(Vds,Ip)

CCM(Vds,Ip)

次級輸出電壓(Vs,Is ,Vds)

不管是在 CCM 模式還是 DCM 模式,在 MOSFET 開通 ON 時刻,變壓器副邊都有震蕩。主要原因是初次及之間的漏感+輸出肖特基(或快恢復)結電容+輸出電容諧振引起,在 CCM 模式下與肖特基的反向恢復電流也一些關系。故一般在輸出肖特基上并聯 - 一個 RC 來吸收,使肖特基應力減小。

不管是在 CCM 模式還是 DCM 模式,在 MOSFET 關斷 OFF 時刻,變壓器副邊電流 IS 波形都有一些震蕩。主要原因是次級電感+肖特基接電容+輸出電容之間的諧振造成的。

RCD 吸收電路對 Vds 的影響

在 MOS 關斷的時候,Vds 的波形顯示,MOS 上的電壓遠超過 Vin+Vf!這是因為,變壓器的初級有漏感。漏感的能量是不會通過磁芯耦合到次級的。那么 MOS 關斷過程中,漏感電流也是不能突變的。漏感的電流變化也會產生感應電動勢,這個感應電動勢因為無法被次級耦合而箝位,電壓會沖的很高。那么為了避免 MOS 被電壓擊穿而損壞,所以我們在初級側加了一個 RCD 吸收緩沖電路,把漏感能量先儲存在電容里,然后通過 R 消耗掉。

審核編輯 黃昊宇

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