理清頭緒 反激的DCM與CCM是怎樣工作的？

對(duì)于反激的DCM與CCM工作狀態(tài)大家議論的很多，但大多并沒(méi)有講解透徹，經(jīng)過(guò)小編整理網(wǎng)友“amonson”的精華帖，希望與大家共同研究，力圖把這個(gè)問(wèn)題完全講明白。廢話不多說(shuō)，先上初級(jí)線圈電流波形：

圖中Ipk1表示DCM條件下的電感峰值電流，Ipk2表示CCM條件下的電感峰值電流。如果我們要設(shè)計(jì)一個(gè)反激電源，要求輸出電壓Vo、輸出電流Io，輸入最低直流電壓Vin、輸入最高直流電壓Vm。設(shè)計(jì)的第一步先規(guī)定一個(gè)工作頻率f(當(dāng)然頻率的確定需要考慮很多因素，但這里只專注于討論DCM和CCM工作模式，暫且直接規(guī)定f)，然后規(guī)定最大占空比D(反激通常在0.5以下為佳)，現(xiàn)在分別按照DCM和CCM模式進(jìn)行設(shè)計(jì)：

1、 因?yàn)檩敵龉β实扔谳斎牍β食艘孕?，而輸出功率為Vo*Io，輸入電壓范圍也已知，所以首先假定效率并計(jì)算初級(jí)電流。

如果我們?cè)O(shè)計(jì)為DCM工作方式，顯然峰值電流更高，但由于其能量完全傳遞，在散熱允許的條件下，DCM方式可以用相對(duì)較小的磁芯輸出更大的功率。

2、 初級(jí)電流確定后，就可以由此計(jì)算出初級(jí)所需的電感量L。

因?yàn)镵RF一定小于1，所以L2一定大于L1，即同樣輸出功率、同樣輸入電壓、同樣開(kāi)關(guān)頻率和占空比、同樣效率時(shí)，DCM的電感量一定小于CCM的電感量。3、 選擇合適的磁芯

Vo和Io已知，Bm由磁性材料和工作溫度決定，由于采用有效值進(jìn)行計(jì)算，所以Kj可以取8A/mm2，但需要注意趨膚效應(yīng)。初級(jí)線圈窗口利用率Kw，假設(shè)用圓線把窗口繞滿，則總的利用率為3.14/4=78.5%；再假設(shè)輔助繞組、屏蔽層、絕緣膠帶占用15%，則初次級(jí)繞組共占78.5%-15%=63.5%；通常次級(jí)圈數(shù)少，優(yōu)先考慮次級(jí)繞完滿層，所以初級(jí)需要占用較多的窗口面積，假定初級(jí)占36%；為了滿足絕緣要求，普通漆包線繞制變壓器是還需要加檔墻，由于檔墻是固定寬度的，所以磁芯繞線寬度越短，檔墻占據(jù)的比例越高，小功率應(yīng)用場(chǎng)合甚至可能占30%以上。所以功率越小越依靠經(jīng)驗(yàn)選擇磁芯，估算的初級(jí)線圈窗口利用率誤差非常大。

4、 計(jì)算變壓器各繞組圈數(shù)和線徑

5、計(jì)算功率器件的電壓電流。主開(kāi)關(guān)FET的電流有效值與變壓器初級(jí)電流有效值相同，峰值電壓和峰值電流：

整流二極管的電流有效值：

峰值電壓和峰值電流：

值得注意的是：磁芯的選擇需要考慮很多問(wèn)題，首先是材質(zhì)和環(huán)境溫度，若環(huán)境溫度很高(70度)，而且磁材的溫升也較高(XX度/(W cm3))、居里溫度卻相對(duì)較低，那么就要盡可能減小鐵損。鐵損是和材質(zhì)、頻率(f)和磁擺幅(delt B)相關(guān)的，頻率越高或者delt B越大，鐵損就越大，所以高頻(>300KHz)或高溫(>55度)應(yīng)用條件，需要選用特殊磁材或者降低工作頻率或者減小delt B。