解读线性型、开关型电源和开关电源的CCM、DCM:全面掌握电源领域的关键概念与应用
Torex产品资讯 2023-11-23

问题一

什么是连续模式(CCM)、不连续模式(DCM)?

连续电流模式(CCM:Continuous Current Mode)、不连续电流模式(DCM:Discontinuous Current Mode)是DC/DC或AC/DC等开关电源工作模式的名称。
根据线圈电流的流动方式,分为连续模式和不连续模式。由于该工作模式不同,输出电压的稳定性(传递函数模型)也不同,因此了解开关电源的控制和稳定性很重要。
连续模式、不连续模式的定义如下。
连续模式 线圈电流源源不断
(不存在High Side/Low Side驱动器FET的开关期间)
不连续模式 线圈电流有中断期间
(存在High Side/Low Side驱动器FET的开关期间)

降压DC/DC连续模式
降压DC/DC不连续模式

一般情况下,在轻负载条件下为不连续模式,输出电流变大时转移到连续模式。从连续模式切换到断续模式的输出电流取决于电源规格、电感、IC 控制方法等,因此因产品而异。
另外,在PWM控制中采用强制PWM控制的产品,即使在轻负载时也不会切换到不连续模式,而是以连续模式工作。
检测条件 : Vin=5V、 Vout=3.3V/0mA


问题二

线性型、开关型电源是什么意思?

电源分为线性型和开关型两种。


线性型


线性型电源是指通过对驱动器晶体管/FET等不进行开/关,输出电压的电源。因为不进行开关,所以是低噪声的电源。但是损耗大、效率低的缺点。例如调整驱动器FET的导通电阻来控制输出电压的电压调节器。


开关型


开关型电源是指通过对驱动晶体管/FET等进行开/关,输出电压的电源。由于进行开关操作,因此效率高、损耗低。由于会产生开关噪声,需要采取EMI对策等。另外,与线性型相比,它们的设计难度较高,周围零件和PCB布局的不同有时会导致无法正常工作。



线性型电源 开关型电源
易于设计 Good Normal
零件数量/节省空间 Good Normal
噪声 Good Bad
効率 Bad Good
发热 Bad

Good


问题三

什么是开关电源的工作频率?

DC/DC或AC/DC等开关电源的开关频率称为工作频率。一般来说,表示IC在重负载状态下进行开关时的开关频率。



一般来说,如果工作频率高,有部件小型化和响应速度快的优点,但也有效率降低和EMI噪声增大等缺点。因此,必须根据用途和目的选择最佳的工作频率。


条目 工作频率高频化的影响
效率 効率降低
部件尺寸/安装面积 小型化
部件成本 廉价
瞬态响应特性 响应改善
纹波电压 依赖于外围部件/常量
噪声 EMI噪声恶化-

另外,在PFM控制和PFM/PWM控制中,由于轻负载时的开关频率比工作频率低,因此需要注意噪声对策等。



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