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[分享] 开关电源中的电感电流模式

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发表于 2022-12-13 16:13:29 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 eefocus_3884713 于 2022-12-13 16:18 编辑

知彼知己,方能百战不殆——只有了解电路的各种工作模式,才能准确的判断此时电路是否正常、工作状态,才能对症下药分析解决问题。下文将介绍开关电源中常见的一些的电感电流模式。


伏秒平衡


处于稳定状态的电感,开关导通时间(电流上升段)的伏秒数须与开关关断(电流下降段)时的伏秒数在数值上相等,尽管两者符号相反。这也表示,绘出电感电压对时间的曲线,导通时段曲线的面积必须等于关断时段曲线的面积。


    换句话说,在开关电路中,一个周期因开关作用被分为两段,其中一段时间内电感电流在增加,另一段时间内电感电流在减少,稳定状态下,在一个开关周期内,电流的增加量与电流的减少量是相等。

即:ΔION=ΔIOFF , 又因为电感的电压公式V=L×di/dt=L×ΔI/ΔT


è公式: Von * Ton= Voff * Toff (伏秒值就是伏秒积,即电感两端的电压V和这段时间T的乘积)


A.png

电感电流工作模式


CCM模式:连续导通模式,一个开关周期内电感电流>0。


CCM模式中,电感在一个周期里能量是不完全释放的。一般电感L容量比较大。



DCM模式:断续导通模式,一个开关周期内电感电流 ≥ 0。


DCM模式中,一个周期里电感能量是完全释放的,开关周期TS比较大时,电感电流下降至0时,新的开关周期还没开始。一般电感L容量比较小



BCM模式:临界导通模式,CCM切换到DCM经历的模式。


当一个周期结束时,电感的电流刚好下降到0。



*在DCM模式工作下,电路带载能力低,稳压精度低,纹波电压大,一般buck要求工作在CCM模式下。


而在实际应用中,芯片产商在研发时,也会考虑到带载高低时整个芯片的功耗问题。芯片在负载比较低的时候会进入自动突发模式或者PFM模式。但是负载非常小的时候,芯片工作DCM模式下,是没有什么问题的,只是负载变大时,能正常进入CCM模式就行。


DCM模式实测:



CCM模式实测:



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