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请教 DCDC 的CCM模式和DCM模式临界电流计算公式是怎么计算的

DCDC 的两个状态:CCM 和DCM模式的切换是根据电感上的电流来进行切换吗? 计算临界电流的公式是怎么推导得到的呢

  • Hi,

        是的,通常来说DCM的条件是电感电流下降到0。以非同步Buck为例,下管是一个整流二极管,电流只能从GND-SW-L-VOUT单向流动。当电流下降到0的时候,二极管不允许电流反向通过,所以就进入了Discontinuous模式,也就是DCM。

        从公式上来说,电感电流是类似于“三角波”不断变化的,有峰值和谷值,二者平均值是输出电流。当谷值为0时,也就是Iout等于电流纹波的一半大小时,就是CCM和DCM的临界状态了。你可以列出电流纹波,并且令输出电流等于电流纹波一半,用这个关系去推导,应该比较容易了。

        谢谢!

  • 那就是跟芯片的额定输出电流是没有关系的吗

    我从资料上看到的一个计算临界电流公式是

    这个是怎么推导出来的呢 有具体的推导过程吗

  •    这是计算Buck电路临界电流的公式。

        CCM与DCM的临界电流值等于电流纹波大小的一半,Vout/L是上管关断时电感电流下降的斜率,(1-D)/Fs是上管关断的时间,两者相乘等于电感电流纹波大小。输出电流等于这个临界值时,电感电流纹波的谷值正好是0。

  •     与芯片的输出电流能力没有直接关系,主要是与电感电流纹波有关系。也就是说与占空比,电感值,输出电压有关。

  • Hi

        电路计算是工作CCM模式,轻载才DCM,不再计算考虑内。

  • 电感大小可以确定你的DCM和CCM模式,工作在CCM模式下的BUCK型DC-DC时,需要你确定你的CCM模式电流的大小,如你要求负载在10mA到200mA需要在CCM模式,那么你的电感上的纹波电流峰峰值Ip-p = 20mA,Io = (Ip_max-Ip_min)/2 = 10mA,Ip_max =0mA。并通过L = 5*(Vin-Vo)*Vo*T/(Vin*Imax);得到你在CCM模式下的L值,如果你小于这个值的话,当你负载在Imin = 10mA的时候切换到DCM模式,同时你的输出电压将不为恒压模式。

  • 所谓的临界点就是指电感电流的谷值为0, 所以你可以参考上述公式进行估算

  • Hi,我想问下DC-DC电流纹波大小计算公式是在CCM模式下才成立,DCM模式下的纹波电流大小怎么计算,为什么说DCM模式下纹波电压比较大?

  • 先计算DCM下的占空比。然后就可以得出电感纹波电流

    关于DCM模式下纹波电压比较大:需要在同样的条件下(同样的电感电流下)进行比较,单周期内DCM传输的能量要多于CCM(CCM有能量损耗,电感电流有负值)

  • 您好,问下1、DCM的输出纹波电流也可以用CCM模式下的电流计算公式吗?

    2、同一个电路下,即电感和电源芯片不变,从CCM模式转换到DCM模式,纹波电流会有变化吗?

    3、DCM模式是否有存在反馈环路不够稳定的情况?

    谢谢

  • 1,两个模式下的电感电流计算公式都一样的V=L*di/dt

    2, 你指的变化是什么变化,如果在DCM下,电路不降频,电感电流峰值不会变,只是原本负电流处变为0A

    3, 不会,CCM 能工作,DCM也可以

  • 您好,2中不降频是指有电感电流的阶段吧,不考虑0A所占的时间。

  • 是的,很多芯片会在轻载时降频来提高效率

  • 您好,2中,我想表达的意思是:电路不降频,负载减小,导致从CCM到DCM,这个时候电感纹波电流会变化吗?电感纹波电流定义是峰峰值减最低值,DCM只能到0,能不能理解为纹波电流减小?

  • 你好,可能是我之前表述不够清楚。

    在同样的输入输出以及负载条件下,电路的占空比以及电感上的充放电速度都是一样的,而CCM由于存在负电流,所以一个周期能电感上的储能DCM要大于CCM,故为了维持同样的输出功率,所以DCM会选择降频,而输出电压纹波和频率成反比,所以所输出纹波DCM比CCM大

  • 您好,最近在设计DC-DC时有个疑问。

    在输出电容ESR选择方面,虽然说要小一些,用于满足输出纹波要求,但是又不能太小,否则会影响稳定性要求,而且好像还对瞬态响应有要求,能说明下其中的原因吗?

    谢谢

  • 这个要看你的什么控制模式,如果需要利用输出纹波作为反馈的,那自然不能太小,如COT

    而对于DCAP2,DCAP3,Current Mode这种,就不需要用输出纹波作为反馈信号,就要求尽可能小的ESR,所以就可以选择瓷片电容

  • 以上回答的很棒,若是想仔细研究的话,可以看看《精通开关电源》,讲解的比较详细
  • 你好,

    设计电流变化为2I时,对应的是临界连续的点,这里可以选择0.2ILoad为I , 谢谢。
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