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BUCK變換器的三種工作模式

CHANBAEK ? 來源:頭條號電源小菜雞 ? 作者:頭條號電源小菜雞 ? 2023-03-16 11:23 ? 次閱讀

根據BUCK電感的電流狀態,可以把BUCK變換器分為三種模式1、CCM(電感連續模式)2、BCM(電感電流臨界連續模式)3、DCM(電感電流斷續模式)

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圖1為連續模式下電感電流波形

1、CCM模式:當開關管開通時電感電流上升,直到Ton結束時到達最大值ILmax,當開關管斷開時電感電流開始下降,當Toff結束時如果電感ILmin仍然大于零時,電感電流在一個周期內都為連續的,電感的這種工作模式即為CCM模式

在這種模式下電感的平均電流即為電感斜坡的中點電流,由于BUCK電路的輸出電流和電感電流平均電流是一致的,所以Io=ILav=(ILmin+ILmax)/2。

開關管的斜坡中點電流Isw等于電感斜坡中點電流,則開關管平均電流為Iswav=Isw*Ton/T=ILav*Ton/T=ILav*D。

同理二極管的平均電流為IDav=ILav*Toff/T=ILav*(1-D)(T=Ton+Toff)

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圖2為臨界模式下電感電流波形

2、BCM模式:當開關管開通時電感電流上升,直到Ton結束時到達最大值ILmax,當開關管斷開時電感電流開始下降,當Toff結束時如果電感ILmin恰好等于零但沒有維持一段時間,電感的這種工作模式即為BCM模式。

在這種模式下電感的平均電流即為電感斜坡的中點電流,由于BUCK電路的輸出電流和電感電流平均電流是一致的,所以Io=ILav=(ILmin+ILmax)/2,由于此時ILmin=0,則Io=ILav=ILmax/2。

開關管的斜坡中點電流Isw等于電感斜坡中點電流,則開關管平均電流為Iswav=Isw*Ton/T=ILav*Ton/T=ILav*D

同理二極管的平均電流為IDav=ILav*Toff/T=ILav*(1-D)(T=Ton+Toff)

poYBAGQSi8WABMrQAAS8W76LuZc403.jpg

圖3為斷續模式下電感電流波形

3、DCM模式:當開關管開通時電感電流上升,直到Ton結束時到達最大值ILmax,當開關管斷開時電感電流開始下降,當Toff結束時如果電感ILmin等于零并維持一段時間,電感電流在Tdead時間內持續為零,電感的這種工作模式為DCM模式。

在這種模式下電感的平均電流即為電感斜坡的中點電流,但是此時的輸出電流并不等于電感電流斜坡電流中點值,此時的輸出電流應該是Io=ILav

開關管的斜坡中點電流Isw等于電感斜坡中點電流,則開關管平均電流為Iswav=Isw*Ton/T=ILav*Ton/T=ILav*D

同理二極管的平均電流為IDav=ILav*Toff/T(T=Toff+Ton+Tread)

由圖1和圖2可知,在臨界和連續模式下,開關管的周期T=Ton+Toff,而在斷續模式下,開關管周期T=Ton+Toff+Tdead。

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