《電子技術(shù)應(yīng)用》
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CCM BUCK和DCM BUCK電路
摘要: 上次拆解了一個(gè)采用BUCK PFC做的電源,其BUCK工作在DCM模式,我不理解為什么要采用DCM BUCK,而不采用CCM BUCK,看其用料,應(yīng)該是不計(jì)成本的,那就應(yīng)該是在效率、PF值、功率密度、溫升、EMC……之間做了取舍吧?
關(guān)鍵詞: EMC|EMI Buck DCM CCM
Abstract:
Key words :

上次拆解了一個(gè)采用BUCK" title="BUCK">BUCK PFC做的電源,其BUCK工作在DCM" title="DCM">DCM模式,我不理解為什么要采用DCM BUCK,而不采用CCM" title="CCM">CCM BUCK,看其用料,應(yīng)該是不計(jì)成本的,那就應(yīng)該是在效率、PF值、功率密度、溫升、EMC……之間做了取舍吧?

  個(gè)人認(rèn)為:

  DCM BUCK相對(duì)于CCM BUCK來說,可以減小電感匝數(shù),減小開關(guān)管的電流應(yīng)力,但需增大了電感線徑,工作峰值電流會(huì)加倍,有效值電流也會(huì)較大,輸出二極管的電流應(yīng)力較大,這樣會(huì)導(dǎo)致溫升升高,EMC處理難度加大。

  對(duì)功率密度,PF值和效率的影響就不好判斷了,期待大家來討論下。

  個(gè)人理解:

  這個(gè)應(yīng)該跟BCM-BOOSTPFC是一個(gè)道理,BCM(DCM)模式下的效率比CCM模式高,假設(shè)輸出功率不高的話,各元器件的電流應(yīng)力其實(shí)并不大。即使是BUCK-PFC,其輸出電壓依然超過100V,CCM模式下功率半導(dǎo)體器件的選型,應(yīng)該也要比BCM模式下困難很多。沒有具體分析,計(jì)算,僅代表 “ 臨時(shí)性的觀點(diǎn) ” 可以確定的是,BUCK-PFC對(duì)變壓器設(shè)計(jì)的貢獻(xiàn)是無與倫比的(尤其反激)。

  BUCK-PFC 輸出電壓一般低與100V,因?yàn)?00V以下的電容體積相對(duì)小很多,MOS管的RON也會(huì)小很多,可以說是一道坎。

  MOS管和二極管的電流應(yīng)力是相差不到,但電感的峰值電流會(huì)大1倍多。

  DCM模式效率會(huì)比CCM高?一定是嗎?為什么呢?

  根據(jù)BUCK原理,降壓比越大,效率越低。所以220VAC輸入,+HVDC=300V,

  BUCK電壓最好不要過低。個(gè)人觀點(diǎn):

 

  1、BCM模式可以采用較小的變壓器(磁芯);

  2、BCM模式變壓器的氣隙很小,邊緣磁通損耗較小(或許輻射會(huì)有所改善);

  3、BCM模式下,半導(dǎo)體幾乎不存在反向恢復(fù)損耗(也會(huì)改善EMI);

  4、BCM模式下,電流應(yīng)力確實(shí)較大,但綜合對(duì)比優(yōu)缺點(diǎn)已經(jīng)很明顯(小功率)。

  我上次拆的那個(gè)是90W的,全電壓輸入,BUCK輸出84V,效率為94%~95%

  應(yīng)該是DCM電感氣隙更大吧,因?yàn)楦辛啃?,DI/DT比較大,EMC應(yīng)該會(huì)更差吧?

  BCM模式下,磁芯中沒有直流磁通,理論上無需氣隙。

 ?、偻饧拥姆胫?、匝數(shù)、磁芯面積決定了交變磁通量;

  VTon(n) + Np + Ae → △B

 ?、谥绷髌骄娏髦怠⒃褦?shù)、磁路長(zhǎng)度決定了直流磁場(chǎng)強(qiáng)度;

  Idc + Np + Le(lg) → Hdc

  由計(jì)算可知,BCM模式下,磁芯匝數(shù)非常少。

  電流過大,EMI確實(shí)會(huì)變差。但無二極管反向恢復(fù),EMI也會(huì)變好。

  共模、差模?傳導(dǎo)、輻射?呵呵,沒分析過。

  

 

  

 

  關(guān)于EMI,DCM峰值高,開關(guān)噪聲大,在低頻段能量較高;CCM有二極管反向恢復(fù)電流,這個(gè)可以產(chǎn)生頻率很高的噪聲,在高頻段能量較高。定性考慮:輸入電壓,占空比,輸出功率,頻率都相同時(shí),輸入端口濾波部分DCM需要更大的X電容或差模電感,CCM需要更大的共模電感;CCM還需要二極管吸收。

  關(guān)于功率器件,DCM需要更大的濾波電容,更大峰值電流的FET和二極管;CCM需要更大的電感,恢復(fù)更快的二極管.

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