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Buck 电路中的CCM和DCM
降压电路是一种基本的DC/DC变换器。随着IPM驱动和MCU供电、LED照明驱动、继电器和交流开关供电等小功率、直接从母线电压供电的应用场合越来越多，而目前的大部分DC/DC变换器输入电压一般在50V以内，一种高压的降压型斩波变换器被研究和使用得越来越广泛。考虑到降压电路构成简单、成本较低，因此这种变换器具有良好的市场前景。本文对其原理和高压降压电路应用设计进行了详细地阐述。 降压电路拓扑分析
图1是降压拓扑的电路图。当t=0时驱动S导通，电源Uin向负载供电，电感电流iL线性上升。当t=ton时控制S关断，二极管VD续流，电感电流呈线性下降。
图1：降压拓扑电路图。
根据电感电流是否连续，可分为连续电流模式(CCM)、不连续电流模式(DCM)和临界电流模式(BCM或CRM或TM)。通常串接较大电感L使负载电流连续且纹波小。但是小功率SMPS中为了减小噪声以及损耗，通常选定电感电流不连续模式(DCM)。CCM和DCM下的各参数波形如图2所示。
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图2：CCM和DCM下主要参数波形。
1. BCM和CCM
设IL为iL的平均值，△iL是iL的纹波值。则在BCM和CCM模式下：
稳态时:
又
从(3)和(4)得：
从(1)、(2)和(5)得： 在CCM下, (5)取>号 在BCM下, (5)取等号， ==> L=R*Ts*(1-D)/2 2. DCM
设图2中t1处iL=0，且a=(t1-ton)/Ts=t1/Ts-D。则稳态时 L上电压开关周期平均值为0:
C在开关周期内电流平均值为0: iL的平均值：IL=△iL*(D+a)/2<△iL/2 Load电流： Io=Uo/R
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根据(7)、(8)和(4)得: 0.5*[(Uin-Uo)/L]*D*Ts*[Uin*D/Uo]=Uo/R
且: K=2*L/(D2*Ts*R)=2/(D2*x), x=Ts*R/L, y=Uo/Uin。
图3：各模式下Uo/Uin的比值变化图。
降压仿真
使用SACT软件对降压电路进行仿真。若输出电压Uo=15V、输入电压Uin=220V，则选取驱动脉冲P1占空比
D=Uo/Uin=15/310=0.04839。选取R=75Ω，则输出电流Iout=15/75=0.2A。取频率为f=100kHz，按照临界电感电流模式(CRM)来设计，
L=R*T*(1-D)/2=75Ω*(1-0.04839)/(2*100kHz)=0.71mH。
Buck 电路中的CCM和DCM
