boost电路为什么有DCM模式

只看该作者 · 2021-10-8 14:18

各位大佬，有一个疑问想问一下大家；
BOOST存在CCM模式，就是电感上面的电流不会达到0；
但是为什么会存在DCM模式呢，DCM的情况下，电感电流达到了0，这个真是很难想想；
借用郭天祥讲的boost电路里面的2张波形：
我的疑问其实很简单，假设负载为RL；
那么在DCM模式下，不应该最小电流等于Imin=Vin÷Rl吗
因为，电感存储的能量放完，那应该会变成vin持续放电状态，而不应该为0；

2万 · 2021-10-8 14:53

电感右端电压降至小于等于Vo时，二极管反偏或零偏，电感电流为零。此时，MOS管断开。

只看该作者 · 2021-10-8 17:06

HWM 发表于 2021-10-8 14:53
电感右端电压降至小于等于Vo时，二极管反偏或零偏，电感电流为零。此时，MOS管断开。
...

哦；
那这样我就有另外一个问题了；
输入Vin，输出Vout；肯定是Vout＞Vin；
当电感电流下降，电感右端电压降至等于Vo时，此时二极管断开；
那么此时电感电流还不是为0（因为Vo＞Vin，必然是电感充当了一部分能量，否则此时电感右端电压将为Vin），假设此时电流为I1；
二极管断开瞬间，电感电流没有了泄放路径，电流需要由I1跳变到0？电流跳变了？
此时不会产生一个反向电动势，提升电感右端的电压吗？

只看该作者 · 2021-10-8 17:37

king5555 发表于 2021-10-8 17:30
是否CCM和DCM主要在于电容C的储存电能的多寡。

怎么理解啊？
我总感觉，最小电流，无非就是放电到Vin/Rl;
如果是二极管隔开导致电感电流为0的话，那应该会产生高压，继续放电才对，直至放电到Vout=Vin;

2万 · 2021-10-8 17:52

本帖最后由 HWM 于 2021-10-8 18:13 编辑

美杜莎发表于 2021-10-8 17:06
哦；
那这样我就有另外一个问题了；
输入Vin，输出Vout；肯定是Vout＞Vin；

“ 输入Vin，输出Vout；肯定是Vout＞Vin”

确实，这里输出电压可以高于输入电压。

当电感右端电压降到低于输出电压时，电流为零（忽略漏电流）但电感电压未必是零。一旦电感电流维持为零，则电感右端电压几乎瞬间变为Vin。

2万 · 2021-10-8 20:46

断续模式时，电流会到0，连续模式则不会到0，基本上，开关电源的书本都有说明和计算的啊。

只看该作者 · 2021-10-8 21:24

HWM 发表于 2021-10-8 17:52
“ 输入Vin，输出Vout；肯定是Vout＞Vin”

确实，这里输出电压可以高于输入电压。

不好意思，还是再麻烦你一下；假设Vin=5v,Vout=12V;
那么，如果没有电感的情况下，负载RL；
此时电流I1=Vin/RL(忽略D）

那现在回到boost状态，“当电感右端电压降到低于输出电压时，电流为零（忽略漏电流）但电感电压未必是零。一旦电感电流维持为零，则电感右端电压几乎瞬间变为Vin。”
这里电感右端电压从Vmax下降，最低降低到12V的时候，电流应该不为0吧？
然后电感电流继续下降，电感右侧电压继续下降，最低不应该下降到Vin吗，下降到Vin后，负载端的电流为I1=Vin/RL；
那么此时该电流，不应该也经过了电感吗？
所以我的问题是，为什么电感电流会降低到0了？

只看该作者 · 2021-10-8 21:26

king5555 发表于 2021-10-8 18:19
在此电感负责升压，储能的是电容，如果电容量过小或者没接上，那么就会处于CCM。
有接适当的电容，如果负 ...

你的意思是，由于负载轻，所以后端的电流完全由电容提供，此时前端的“开关”其实是被停止了，所以电感电流为0？

2万 · 2021-10-9 08:56

本帖最后由 HWM 于 2021-10-9 08:58 编辑

美杜莎发表于 2021-10-8 21:24
不好意思，还是再麻烦你一下；假设Vin=5v,Vout=12V;
那么，如果没有电感的情况下，负载RL；
此时电流I1=V ...

“不好意思，还是再麻烦你一下；假设Vin=5v,Vout=12V;
那么，如果没有电感的情况下，负载RL；
此时电流I1=Vin/RL(忽略D）”

D（二极管）不能忽略，此时电流由电容供给。

“那现在回到boost状态，‘当电感右端电压降到低于输出电压时，电流为零（忽略漏电流）但电感电压未必是零。一旦电感电流维持为零，则电感右端电压几乎瞬间变为Vin。’
这里电感右端电压从Vmax下降，最低降低到12V的时候，电流应该不为0吧？”

电感右端电压降至12V及以下时，电感电流就几乎是零了（忽略漏电流）。

“然后电感电流继续下降，电感右侧电压继续下降，最低不应该下降到Vin吗，下降到Vin后，负载端的电流为I1=Vin/RL；那么此时该电流，不应该也经过了电感吗？”

前面说了，电感右侧电压降到Vo以下后电感电流就几乎为零了。由于电感此后电流维持零（MOS管关断），那么电感右侧电压将几乎瞬间变到Vin。此时，负载电流由电容供给，还是Vo/RL。

“所以我的问题是，为什么电感电流会降低到0了？”

上面已经答复了，原因是二极管（D）反偏和MOS管关断。

只看该作者 · 2021-10-9 10:21

本帖最后由 GavinZ 于 2021-10-11 09:30 编辑

电感的电流不能突变，但它的电压可以。

只看该作者 · 2021-10-9 10:43

本帖最后由 GavinZ 于 2021-10-11 09:31 编辑

这是稳态，当IL->0后，在Vout》Vin下，不可能有你说的Imin

只看该作者 · 2021-10-9 11:13

为什么很难想象呢？
举个典型例子，你说你已经理解了CCM，也就是电流连续模式，那么在这个模式下，如果我们进一步减少负载电流，线路输入总归有一个临界值，当负载电流到某个值，则输入电流在一个固定占空比情况下，输入电流、输出电流每次都到零，而当负载电流进一步减少，则当固定导通时间，其输入电流从零开始，到最大值关闭，输入能量还是一定的，但是负载电流在一个标准截止时间，其电流没法减少到0，系统自然调整延长截止时间，让下降的电感电流，平均分摊到负载的电流相同，这时候，肯定会有一段时间，电感既没有输入电流也没有输出电流，（当然负载电流始终在输出）。
我们用一个实际数据计算过程来理解，假如负载电流=1A，占空比0.5，升压比1:2，则DCM-CCM的临界瞬时电流=4A，这时候，MOS管50%导通时间，电感电流从0开始上升，到4A截止，然后，电感峰值电流4A整流输出，线性下降到0,50%时间峰值4A锯齿波，50%平均电流2A，平均到全周期=1A。
接着，负载电流降低到0.5A，升压比在系统控制下，还是1:2，导通时间还是这么长，则峰值电流还是4A，很显然，下降速度还是这样，在原来50%时间下降到0，则MOS截止时间必须延长到等效平均等于0.5A负载电流，否则电压就过高了。

1万 · 2021-10-9 12:21

tianxj01 发表于 2021-10-9 11:13
为什么很难想象呢？
举个典型例子，你说你已经理解了CCM，也就是电流连续模式，那么在这个模式下，如果我们 ...

楼主说的，电感电流到0，能量哪去了。
现实情况就是二极管关断后的振荡。

只看该作者 · 2021-10-9 12:28

本帖最后由 st.you 于 2021-10-9 12:31 编辑

BOOST，各种工作状态 CCM DCM，输出电压不变是前提。如果输出电压降低到Vin,忽略二极管的压降，L的电流当然是Vin/RL。当正常工作稳压了，Vin小于Vo，二极管是截止的，除非电感储能释放，只要电感参与进来，就允许存在DCM，CCM的状态。

1万 · 2021-10-9 12:31

本帖最后由叶春勇于 2021-10-9 12:35 编辑

美杜莎发表于 2021-10-8 17:06
哦；
那这样我就有另外一个问题了；
输入Vin，输出Vout；肯定是Vout＞Vin；

二极管关断后，电感的能量从mos管的几个寄生电容，来回振荡。这是个emi问题。

一般都是这种方法解决，vds加rc，吸收掉。

理论上进行拓扑分析，可以忽略。

只看该作者 · 2021-10-9 15:20

本帖最后由 tianxj01 于 2021-10-9 15:23 编辑

叶春勇发表于 2021-10-9 12:31
二极管关断后，电感的能量从mos管的几个寄生电容，来回振荡。这是个emi问题。

一般都是这种方法解决，vds ...

给你补充一下：
在CCM，由于有分布电容存在，当电感电流归零，电容上电压是输出输入电压差的电压，而电感能量归零，然后只要MOS没有进一步动作，则变成LC衰减谐振过程。也就是理论上CCM到电感断流，电感能量是归零的，没有所谓的剩余能量，只是寄生电容有电压，是电容对电感放电产生震荡。
具体波形是导通段低电平，然后是电感释放能量段，电压上升到升压电压，输出一个合适时间段方波，然后因为电流归零，方波开始LC谐振下降到低于输入电压高度这样来回震荡，待能量消耗完，则会真正的维持平顶，电压等于VCC，然后等下一次导通。
该震荡对器件无害，但是对EMI有害，非要进行处理，可以进行RC吸收。

只看该作者 · 2021-10-9 15:44

叶春勇发表于 2021-10-9 12:31
二极管关断后，电感的能量从mos管的几个寄生电容，来回振荡。这是个emi问题。

一般都是这种方法解决，vds ...

我画了一个图，看看还像那么回事情吧：

等电感电流断流，电感能量确实没了，但是电容上有有效电压，开始放电，直到衰减震荡到Vcc。
如果没有这个寄生电容，则Vout结束后，电压直接跌落到Vcc水平，等待下一次导通。

2万 · 2021-10-9 16:13

tianxj01 发表于 2021-10-9 15:20
给你补充一下：
在CCM，由于有分布电容存在，当电感电流归零，电容上电压是输出输入电压差的电压，而电感 ...

就是这句“ 由于电感此后电流维持零（MOS管关断），那么电感右侧电压将几乎瞬间变到Vin。”所致。

理想无分布和寄生特性下无振荡，但实际非理性就会存在一定的振荡现象。

1万 · 2021-10-9 21:12

美杜莎发表于 2021-10-8 17:06
哦；
那这样我就有另外一个问题了；
输入Vin，输出Vout；肯定是Vout＞Vin；

你自己都给出来答案了：“二极管断开瞬间，电感电流没有了泄放路径，电流需要由I1跳变到0？电流跳变了？
此时不会产生一个反向电动势，提升电感右端的电压吗？”

所以电流必然已经下降为零才进入DCM，否则必然要打开MOS提供电流路径，进入CCM

1万 · 2021-10-9 21:19

HWM 发表于 2021-10-8 17:52
“ 输入Vin，输出Vout；肯定是Vout＞Vin”

确实，这里输出电压可以高于输入电压。

“当电感右端电压降到低于输出电压时，电流为零（忽略漏电流）但电感电压未必是零。一旦电感电流维持为零，则电感右端电压几乎瞬间变为Vin。”

就知道鬼扯

boost电路为什么有DCM模式

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