01

/ 簡介 /

圖 2.33 非同步和同步降壓電路拓撲

首先，從功率電感上的電流是否連續的角度看，降壓電路最基本的三種電流傳導模式分別為連續導通模式CCM（Continuous Conduction Mode）、臨界導通模式BCM（Boundary Conduction Mode）或CRM（Critical-Conduction Mode）、斷續導通模式DCM（Discontinuous Conduction Mode）。

其次，強迫連續導通模式FCCM（Forced Continuous Conduction Mode），是使用技術手段強制電路工作在CCM模式下，本質上仍然屬于CCM。FCCM有時也被稱為FPWM（Forced Pulse Width Modulation）。

再次，降壓電路控制器或轉換器都能夠在CCM、BCM和DCM模式之間自動切換（也就是所謂的“Auto Mode”），這需要在IC設計之前充分考慮尤其是CCM和DCM兩種模式在控制策略上的差異。

最后，圖 2.33所示，在同步降壓電路工作在輕載條件下，可以通過始終保持低邊MOSFET關斷，利用其體二極管實現等同于非同步降壓電路DCM模式，被稱為DEM（Diode Emulation Mode）導通模式（參考[ 什么是DCM？什么是DEM？二者等同嗎？ ]）。

另外，需要說明的是，針對非同步降壓電路，低邊開關為續流二極管（圖 2.33所示，因為續流二極管D1的單向導通特性，不能支持反向電流），只支持CCM、BCM、DCM和Auto Mode這4種導通模式。而在同步降壓電路中，低邊開關通常為N-MOSFET，能夠實現CCM、BCM、DCM（DEM）、FCCM和Auto Mode這5種導通模式。

綜合來看，降壓電路通常有CCM、BCM、DCM、DEM、FCCM和Auto Mode這6種導通模式。

02

/ 連續導通模式 CCM /

圖 2.35 連續導通模式 CCM

在一個開關周期（T_SW）內，電感電流（或電感存儲的磁場能量）始終大于零，或者說電感從不“復位”，意味著在開關周期內電感磁通從不回到零，電感線圈中始終有電流流過。

在開關管導通（T_ON）期間，電感電流是上升的；在開關管關斷（T_OFF）期間，電感電流是下降的（但是，電感電流不會減小到零，下個周期開關管導通時，電感電流重新上升）。

圖 2.35所示，降壓電路工作在CCM模式的條件是，負載電流大于紋波電流（峰峰值）的一半（即 I_OUT > ?i_L/2 ）。

03

/ 臨界導通模式 BCM /

圖 2.36 臨界導通模式 BCM

控制器始終監測電感電流，當檢測到電感電流為零時，立即打開功率開關管Q1（控制器總是等電感電流“復位”來打開功率開關管Q1，參考圖 2.34）。

圖 2.36所示，降壓電路工作在BCM模式的條件是，負載電流等于紋波電流（峰峰值）的一半（即 I_OUT = ?i_L/2 ），這是顯而易見的，所以也被稱為CCM與DCM的“關鍵條件”（參考[ BUCK電路CCM與DCM的臨界條件是什么？ ]）。

04

/ 斷續導通模式 DCM /

圖 2.37 斷續導通模式 DCM

在非同步降壓電路中，因為紋波電流峰峰值不隨輸出負載電流而變化，如果電感電流試圖下降到零以下，它只會在零處停止并保持（圖 2.33所示，因為續流二極管D1的單向導通特性，不能支持反向電流），直到下一個開關周期開始，這就是斷續導通模式（DCM）。

圖 2.37所示，降壓電路工作在BCM模式的條件是，負載電流小于紋波電流峰峰值的一半，即 I_OUT < ?i_L/2 。

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/ 強迫連續導通模式 FCCM /

圖 2.38 強迫連續導通模式 FCCM

FCCM （ Forced Continuous Conduction Mode ），有時也稱為FPWM（ Forced Pulse Width Modulation ）模式，這是一種特殊的CCM模式，即使電源工作在輕載條件下，整個關斷期間（T_OFF）內都強制低邊開關管持續導通實現電感電流始終連續。

這里需要注意的是，只有同步降壓電路才能實現FCCM模式，因為同步降壓電路中使用的低邊開關管MOSFET是雙極性器件，導通電流可以是從源極到漏極，也可以從漏極到源極；非同步降壓電路因為其低邊開關管是續流二極管，不支持反向電流，從而不能支持FCCM模式。

06

/ 實際工作于哪個模式？ /

降壓電路在實際工作時處于哪種導通模式，取決于負載電流大小：

當負載電流大于紋波電流的一半（即 I_OUT > ?i_L/2 ）時，降壓電路工作在CCM模式；

當負載電流等于紋波電流的一半（即 I_OUT = ?i_L/2 ）時，降壓電路工作在BCM模式；

當負載電流小于紋波電流的一半（即 I_OUT < ?i_L/2 ）時，降壓電路工作在DCM模式。

07

/ 小結 /

① 降壓電路通常有CCM、BCM、DCM、DEM、FCCM和Auto Mode這6種導通模式。

② 簡單介紹了每種導通模式的特性。

③ 降壓電路在實際工作時處于哪種導通模式，取決于負載電流大小。

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