BUCK电路断续模式,它有哪些特点呢?
BUCK电路断续模式
从电感中的电流i (t)看 ,有 1/2Δi L<I0 、1/2Δi L=I0、1/2Δi L>I0三种情况,就意味ILb>0,无论在Ton或Toff时,电感中一直有电流存在,此种状态称为连续模式(CCM) 既也既T on +T off =T s 也既 D1 + D2 =1
1/2Δi L>I0就意味在Toff期间有一电感中没有电流,因为负载电流I0= =1/2Δi L(D1+D2),故D1+D2<1。此种状态称为断续模式(DCM)。注
意续流管D的导通时间D2Ts不再等于开关管T的关断时间Toff。
1/2Δi L=I0就意味ILb=0,既在Toff转Ton之时,电感中的电流恰好等于0,此种状态是连续模式与断续模式的分界状态,故称为临界模式,此状态
下的,T on + T off = T s D1 + D2 =1。
注意:D1是Q开通的占空比,D2是D导通的占空比。
CCM模式下Buck电路特点
(1)D 限定在小于 1,降压变换器的输出电压始终小于输入电压(2)如果忽略各种欧姆损耗,变换系数D与负载电流无关:
(3)通过变化占空比 D,可以控制输出电压
(4)降压变换器工作于 CCM,会带来附加损耗。因为续流二极管反向恢复电荷需要时间来消耗,这对于功率开关管而言,是附加的损耗负担;
( 5)输出没有脉冲纹波,但是有脉冲输入电流
BUCK电路处于断续模式时,电路有三个工作状态,分别D1、D2和1-D1-D2,其等效电路见下图所示,分为上、中下三个图。
从上图可知,电容C需要承担在1-Di-D,期间为负载提供能量的任务,所以,电容C就不再仅仅是一个滤波电容。
电容C需要D1、D,期间进行能量存储,以备在1-Di-D,期间为负载提供
BUCK电路处于断续模式时的电压、电流波形图见下图
从电感L电流iL波形可以得出:
其中:M=V0/Vs为BUCK电路的增益。τL=L/(RLTS) 为无量纲参数
BUCK电路断续模式的增益曲线见下图。同时也将BUCK电路连续模式的增益(M = D)曲线图也同时画出。
从中可以看出,同样大小的增益,对应的占空比不同,连续模式时最大,断续模式时的较小,且τL越小,对应的占空比也越小。
还从中可以看出,连续模式的增益曲线是线性增加的,而断续模式的增益曲线是非线性增加的,且τL越小,曲线的非线性越大。
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