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CCM BUCK和DCM BUCK电路

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上次拆解了一个采用BUCK PFC做的电源,其BUCK工作在DCM模式,我不理解为什么要采用DCM BUCK,而不采用CCM BUCK,看其用料,应该是不计成本的,那就应该是在效率、PF值、功率密度、温升、EMC……之间做了取舍吧?

DCM BUCK相对于CCM BUCK来说,可以减小电感匝数,减小开关管的电流应力,但需增大了电感线径,工作峰值电流会加倍,有效值电流也会较大,输出二极管的电流应力较大,这样会导致温升升高,EMC处理难度加大。

对功率密度,PF值和效率的影响就不好判断了,期待大家来讨论下。

这个应该跟BCM-BOOSTPFC是一个道理,BCM(DCM)模式下的效率比CCM模式高,假设输出功率不高的话,各元器件的电流应力其实并不大。即使是BUCK-PFC,其输出电压依然超过100V,CCM模式下功率半导体器件的选型,应该也要比BCM模式下困难很多。没有具体分析,计算,仅代表 " 临时性的观点 " 可以确定的是,BUCK-PFC对变压器设计的贡献是无与伦比的(尤其反激)。

BUCK-PFC 输出电压一般低与100V,因为100V以下的电容体积相对小很多,MOS管的RON也会小很多,可以说是一道坎。

MOS管和二极管的电流应力是相差不到,但电感的峰值电流会大1倍多。

DCM模式效率会比CCM高?一定是吗?为什么呢?

根据BUCK原理,降压比越大,效率越低。所以220VAC输入,+HVDC=300V,

BUCK电压最好不要过低。

1、BCM模式可以采用较小的变压器(磁芯);

2、BCM模式变压器的气隙很小,边缘磁通损耗较小(或许辐射会有所改善);

3、BCM模式下,半导体几乎不存在反向恢复损耗(也会改善EMI);

4、BCM模式下,电流应力确实较大,但综合对比优缺点已经很明显(小功率)。

我上次拆的那个是90W的,全电压输入,BUCK输出84V,效率为94%~95%

应该是DCM电感气隙更大吧,因为感量小,DI/DT比较大,EMC应该会更差吧?

BCM模式下,磁芯中没有直流磁通,理论上无需气隙。

①外加的伏秒值、匝数、磁芯面积决定了交变磁通量;

VTon(n) + Np + Ae → △B

②直流平均电流值、匝数、磁路长度决定了直流磁场强度;

Idc + Np + Le(lg) → Hdc

由计算可知,BCM模式下,磁芯匝数非常少。

电流过大,EMI确实会变差。但无二极管反向恢复,EMI也会变好。

共模、差模?传导、辐射?呵呵,没分析过。

CCM BUCK和DCM BUCK电路

CCM BUCK和DCM BUCK电路

关于EMI,DCM峰值高,开关噪声大,在低频段能量较高;CCM有二极管反向恢复电流,这个可以产生频率很高的噪声,在高频段能量较高。定性考虑:输入电压,占空比,输出功率,频率都相同时,输入端口滤波部分DCM需要更大的X电容或差模电感,CCM需要更大的共模电感;CCM还需要二极管吸收。

关于功率器件,DCM需要更大的滤波电容,更大峰值电流的FET和二极管;CCM需要更大的电感,恢复更快的二极管.

来源:电源网

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