CCM和DCM解释之间的区别

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介绍

回程在大多数的开关型电源转换器通常使用AC / DC和DC / DC转换,特别是对于处于低度到中度功率范围(约2 w - 100 w)。在这个功率范围,回程转换器提供一个竞争非常激烈的大小,成本,效率比。

回程转换器的操作是基于耦合线圈,这——除了协助电力转换还提供了隔离变换器的输入和输出。除此之外,它有相同的基本元素和其他开关变换器拓扑结构:两个开关(场效应晶体管和二极管)和一个输出电容器。

回程转换器有两个操作阶段,很多有钱人,命名和控制通过场效应晶体管的开关状态。

在t,MOSFET,电流通过输入主电感器,线性充电耦合线圈和创建一个磁场(参见图1. b)。在二次侧整流二极管反向偏置时,隔离变压器的输出(见图1.)

图1:a)电压MOSFET和二极管b)当前在初级和次级线圈

电荷存储在输出电容负责维护一个稳定的电压在负载(见图2)

图2:反激变换器电流图

在有钱人,MOSFET是开放和耦合线圈开始通过二极管消磁,现在直接极化。电感的电流然后指控输出电容和负载能力。

回程转换器操作可分为两种模式,根据电感电流的最小值在每个周期。如果MOSFET开关从有钱人到吨电感完全放电之前,那么当前的电感从来都不是零。这个操作称为连续导电模式(CCM)。另外,如果有钱人持续足够长的时间初级电感完全放电,然后是一段时间期间电感的电流为零。这导致二极管和场效应晶体管处于关闭状态,和被称为不连续导电模式(DCM)。

CCM和DCM

回程变换器的两种操作模式看起来非常相似,但每个都有自己的优点和缺点。是非常重要的设计师在设计过程中考虑这些优点和缺点,为选定的操作模式有重大影响效率、变压器、监管、抗电磁干扰和电源转换器的成本。图3和图4所示显示CCM和DCM操作之间的差异。

图3:CCM的电流和电压波形

图4:DCM的电流和电压波形

效率

比CCM DCM提供更高的效率,由于缺乏二极管的反向恢复损耗和打开MOSFET的柔软。然而,如果工作周期太小,那么当前收费的初级电感会非常高,降低了变换器的整体效率。因此,必须选择一个合理的工作周期为DCM利用这种好处。

变压器

关于变压器的大小,理论上DCM需要较小的电感,这意味着它可以使用一个小的变压器。然而,由于在主节点上增加峰值和二次侧电流,变压器线仪表必须更大,这意味着在这两种情况下,变形金刚会或多或少是相同的大小。尽管如此,DCM实际上允许一个更小的变压器;因为它比CCM更高效,DCM的开关频率可以增加,允许一个小变压器的实现。

监管

关于管理和系统的稳定性,在DCM的回程比在CCM的回程容易补偿。这是因为问题右平面零(RHPZ)出现,介绍了不稳定在较低的频率转换器在CCM运营。DCM推RHPZ更高频率,使循环更容易弥补,因此比CCM提供更快的瞬态响应。

此外,在处理责任周期0.5以上时,分谐波振荡可能发生在CCM的回程转换器,这意味着斜率补偿是必需的。

EMI

因为DCM指控和排放完全电感器,主纹波电流比CCM逻辑上更大。这个纹波电流产生一个变量信号,然后由于状传播行为的不同组件的一次电流回路,产生大量的电磁干扰(EMI)。

另一方面,DCM的回程还转换器实现零电流开关(佐),这使得它更节能,因为它减少了整流二极管的反向恢复。这种软切换对EMI影响效率和有很强的影响,因为必须使用快速恢复二极管,以减少能量损失也产生非常锋利的二次侧电压峰值,造成响,可以是一个高频差模噪声来源。为了解决这个问题,必须实现冷落电路来降低这些山峰和确保符合电磁兼容性(EMC)的标准和法规。

总结

本文提供了一个介绍的主要差异连续导电模式(CCM)和不连续导电模式(DCM)。表1显示了这些差异的总结,以及大纲的区别不是上面所提到的。

变量 扩张型心肌病 CCM
效率 更高的 较低的
MOSFET VDS_MAX 相同
MOSFET我D_MAX(我P_MAX) 更高的 较低的
整流二极管反向峰值电压(VD_PK) 相同
整流二极管峰值电流D1_PK(我S_PK) 更高的 较低的
均方根电流和纹波 更高的
变压器的大小 更大的
EMI 高,需要更大的电容器和过滤器 低,较小的电容器和过滤器
Cross-Regulation 高变异 较低的变化
瞬态响应
稳定
  • 一阶系统
  • 更稳定
  • 简单的传递函数
  • 系统正确稳定增加困难
  • 由于RHPZ副作用
  • 当工作在高责任周期(> 50%)、分谐波振荡出现和斜坡补偿是必需的


表1:DCM和CCM

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