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开关电源的工作模式CCM、BCM、DCM

三个模式,一个秘密,你会选哪个?最近在研究开关电源,发现很多人都搞不清CCM、BCM和DCM这三种模式到底有啥区别。其实

三个模式,一个秘密,你会选哪个?

最近在研究开关电源,发现很多人都搞不清CCM、BCM和DCM这三种模式到底有啥区别。其实说白了,就是电感里的电流在一个开关周期里,会不会降到零的问题。

我打个比方吧,把电感想象成一个水桶,开关管就是水龙头,负载就是用水的人。CCM就像水龙头一直开着,水桶里始终有水,永远不空。DCM呢,就是水龙头开一下关一下,每次水桶里的水流干了才开下一轮。

BCM最特别,它刚好卡在中间,水桶里的水快流完的瞬间,水龙头又开了,一滴都不浪费。这三种模式不是谁设计出来的,而是电路自己根据负载大小做出的反应。

先说说CCM,连续导通模式。这种模式下,电感电流一直是正的,从不归零,就是一个锯齿波叠在直流信号上。能量传递就像接力赛,上一棒还没跑完,下一棒已经接上了。

这种模式的好处是纹波小,输出稳定,适合大电流的场合。比如电脑CPU的供电,或者快充充电器,都需要这种稳定的输出。但缺点也很明显,它需要很大的电感,成本高,而且轻载的时候效率特别差。

DCM就完全相反,断续导通模式。电流在每个周期都会归零,然后空出一段时间啥也不干。能量传递就像打点滴,一次给一点,然后歇一会。这种模式的好处是轻载效率高,因为它没有反向恢复损耗,可以用便宜点的二极管。

但缺点是纹波大,输出电压还会受负载影响,控制起来麻烦点。适合那些待机功耗要求高的设备,比如蓝牙耳机、智能手表之类的。

BCM临界导通模式,就是分界线。电流刚好在周期结束的时候归零,不多不少。这种模式效率不错,但频率会随着负载变化,搞不好电磁干扰会很大。

工程师在设计电源的时候,其实就在这几个模式里做选择。重载的时候用CCM,追求稳定和低纹波。轻载的时候切换到DCM,省电。不同模式之间还能自动切换,现在很多电源芯片都支持这种功能。

判断电路工作在哪种模式也很简单,拿示波器看电感电流波形就行。看到电流归零还有一段空白,那就是DCM。看到电流一直为正,那就是CCM。看到电流刚归零就上升,那就是BCM。

不同场景对模式的要求也不一样。大电流低电压的,比如手机快充,适合CCM。轻载待机的,比如物联网设备,适合DCM。中小功率的,比如笔记本适配器,可以试试BCM。

总的来说,这三种模式没有绝对的好坏,关键看用在什么地方。设计师的任务不是选一个模式,而是让电路在不同的负载下,自动切换到最合适的模式。这才是现代电源设计的精髓所在。