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【討論】CCM BUCK和DCM BUCK電路的優(yōu)點和缺點

上次拆解了一個采用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,應該是不計成本的,那就應該是在效率、PF值、功率密度、溫升、EMC……之間做了取舍吧?

我個人認為:

DCM BUCK相對于CCM BUCK來說,可以減小電感匝數,減小開關管的電流應力,

但需增大了電感線徑,工作峰值電流會加倍,有效值電流也會較大,輸出二極管的電流應力較大,這樣會導致溫升升高,EMC處理難度加大。

對功率密度,PF值和效率的影響就不好判斷了,期待大家來討論下。

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小凡凡
LV.7
2
2011-05-10 19:14

個人理解:

這個應該跟BCM-BOOSTPFC是一個道理,

BCM(DCM)模式下的效率比CCM模式高,

假設輸出功率不高的話,各元器件的電流應力其實并不大。

即使是BUCK-PFC,其輸出電壓依然超過100V,

CCM模式下功率半導體器件的選型,應該也要比BCM模式下困難很多。

沒有具體分析,計算,僅代表 “ 臨時性的觀點 ”

可以確定的是,BUCK-PFC對變壓器設計的貢獻是無與倫比的(尤其反激)

 

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2011-05-10 19:21
@小凡凡
個人理解:這個應該跟BCM-BOOSTPFC是一個道理,BCM(DCM)模式下的效率比CCM模式高,假設輸出功率不高的話,各元器件的電流應力其實并不大。即使是BUCK-PFC,其輸出電壓依然超過100V,CCM模式下功率半導體器件的選型,應該也要比BCM模式下困難很多。沒有具體分析,計算,僅代表“臨時性的觀點”[圖片]可以確定的是,BUCK-PFC對變壓器設計的貢獻是無與倫比的(尤其反激) 

BUCK-PFC 輸出電壓一般低與100V,因為100V以下的電容體積相對小很多,MOS管的RON也會小很多,可以說是一道坎。

MOS管和二極管的電流應力是相差不到,但電感的峰值電流會大1倍多。

DCM模式效率會比CCM高?一定是嗎?為什么呢?

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小凡凡
LV.7
4
2011-05-10 19:39
@javike
BUCK-PFC輸出電壓一般低與100V,因為100V以下的電容體積相對小很多,MOS管的RON也會小很多,可以說是一道坎。MOS管和二極管的電流應力是相差不到,但電感的峰值電流會大1倍多。DCM模式效率會比CCM高?一定是嗎?為什么呢?

根據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。

個人觀點:

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?。ɑ蛟S輻射會有所改善);

3、BCM模式下,半導體幾乎不存在反向恢復損耗(也會改善EMI);

4、BCM模式下,電流應力確實較大,但綜合對比優(yōu)缺點已經很明顯(小功率)。

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2011-05-10 19:48
@小凡凡
根據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。個人觀點: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?。ɑ蛟S輻射會有所改善);3、BCM模式下,半導體幾乎不存在反向恢復損耗(也會改善EMI);4、BCM模式下,電流應力確實較大,但綜合對比優(yōu)缺點已經很明顯(小功率)。

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

應該是DCM電感氣隙更大吧,因為感量小,DI/DT比較大,EMC應該會更差吧?

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小凡凡
LV.7
6
2011-05-10 19:59
@javike
我上次拆的那個是90W的,全電壓輸入,BUCK輸出84V,效率為94%~95%應該是DCM電感氣隙更大吧,因為感量小,DI/DT比較大,EMC應該會更差吧?

BCM模式下,磁芯中沒有直流磁通,理論上無需氣隙。

①外加的伏秒值、匝數、磁芯面積決定了交變磁通量;

VTon(n) + Np + Ae → △B

②直流平均電流值、匝數、磁路長度決定了直流磁場強度;

         Idc + Np + Lelg) → Hdc

  由計算可知,BCM模式下,磁芯匝數非常少。

電流過大,EMI確實會變差。但無二極管反向恢復,EMI也會變好。

共模、差模?傳導、輻射?呵呵,沒分析過。

 

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2011-05-10 20:10
@小凡凡
BCM模式下,磁芯中沒有直流磁通,理論上無需氣隙。①外加的伏秒值、匝數、磁芯面積決定了交變磁通量;VTon(n)+Np+Ae→△B②直流平均電流值、匝數、磁路長度決定了直流磁場強度;        Idc+Np+Le(lg)→Hdc  由計算可知,BCM模式下,磁芯匝數非常少。電流過大,EMI確實會變差。但無二極管反向恢復,EMI也會變好。共模、差模?傳導、輻射?呵呵,沒分析過。 

小凡凡,

怎么你老把我的DCM改為BCM呢?

DCM是斷續(xù)模式,BCM是臨界導通模式,不一樣哦

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小凡凡
LV.7
8
2011-05-10 20:14
@javike
小凡凡,怎么你老把我的DCM改為BCM呢?DCM是斷續(xù)模式,BCM是臨界導通模式,不一樣哦

呵呵,不好意思,習慣了哦。其實也差不多的啦。

我在浩方搞CS...................

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2011-05-10 20:19
@小凡凡
呵呵,不好意思,習慣了哦。其實也差不多的啦。我在浩方搞CS...................[圖片]
不一樣吧?BCM實際還是在CCM模式吧。
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2011-05-10 20:20
@javike
不一樣吧?BCM實際還是在CCM模式吧。
沒有進入DCM模式
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小凡凡
LV.7
11
2011-05-10 20:24
@javike
沒有進入DCM模式

是的,BCM確實屬于CCM模式的一種(臨界)狀態(tài)。

明天繼續(xù)關注,現在接著打CS了

 

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2011-05-10 20:38

怎么過客那么多,沒留下一個腳印……

就我和小凡凡講呀

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2011-05-11 08:58
@javike
怎么過客那么多,沒留下一個腳印……[圖片]就我和小凡凡講呀
雖然不會,但是小武還是幫頂下~~~~
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bode
LV.9
14
2011-05-11 12:18

對一樓的這句話不是很贊同:

DCM BUCK相對于CCM BUCK來說,可以減小電感匝數,減小開關管的電流應力。

我認為,同功率下,開關管的電流應力是增大的。

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2011-05-11 12:30
@bode
對一樓的這句話不是很贊同:DCMBUCK相對于CCMBUCK來說,可以減小電感匝數,減小開關管的電流應力。我認為,同功率下,開關管的電流應力是增大的。
DCM下導通時間短了,電流峰值是增加了,但電流有效值減少了呀。
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小凡凡
LV.7
16
2011-05-11 13:17
@電源網-源源
[圖片]雖然不會,但是小武還是幫頂下~~~~
源源乖啊,不哭不哭。。。。。。。。。。。。。
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2011-05-11 14:05
@javike
DCM下導通時間短了,電流峰值是增加了,但電流有效值減少了呀。
學習了......
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2011-05-11 18:24
@小凡凡
[圖片]源源乖啊,不哭不哭。。。。。。。。。。。。。

CS打完了……

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小凡凡
LV.7
19
2011-05-11 19:11
@javike
[圖片]CS打完了……

今晚繼續(xù)

今天辭職..................................

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2011-05-11 19:30
@小凡凡
今晚繼續(xù)[圖片]今天辭職..................................

辭職?

CS打輸了呀?

 

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小凡凡
LV.7
21
2011-05-11 19:58
@javike
辭職?CS打輸了呀? 

在這呆煩了

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2011-05-11 19:59
@小凡凡
是的,BCM確實屬于CCM模式的一種(臨界)狀態(tài)。明天繼續(xù)關注,現在接著打CS了 
繼續(xù)呀……
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amonson
LV.8
23
2011-05-13 06:26
@javike
DCM下導通時間短了,電流峰值是增加了,但電流有效值減少了呀。
  
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amonson
LV.8
24
2011-05-13 06:48
@amonson
[圖片] [圖片] 

關于EMI,DCM峰值高,開關噪聲大,在低頻段能量較高;CCM有二極管反向恢復電流,這個可以產生頻率很高的噪聲,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,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,恢復更快的二極管。

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2011-05-13 08:30
@javike
繼續(xù)呀……
關注
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小凡凡
LV.7
26
2011-05-13 09:07
@amonson
關于EMI,DCM峰值高,開關噪聲大,在低頻段能量較高;CCM有二極管反向恢復電流,這個可以產生頻率很高的噪聲,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,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,恢復更快的二極管。

發(fā)現amonson特別細心,分析問題非常認真。

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LV.1
27
2011-05-13 12:59
@小凡凡
發(fā)現amonson特別細心,分析問題非常認真。[圖片]
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2011-05-14 22:52
@amonson
關于EMI,DCM峰值高,開關噪聲大,在低頻段能量較高;CCM有二極管反向恢復電流,這個可以產生頻率很高的噪聲,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,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,恢復更快的二極管。

嗯,分析得很好。

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2011-05-16 20:36
@javike
[圖片]嗯,分析得很好。
路過
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ahu5
LV.5
30
2011-05-20 15:52
@amonson
[圖片] [圖片] 

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2011-05-23 09:03
@小凡凡
在這呆煩了
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