Chapter 5 The Discontinuous Conduction Mode
这一章 讲The Discontinuous Conduction Mode. 考虑电感ripple很大, 负载电流很小, 电感电流为零的场景. DCM会导致conversion ratio M随着负载变化, 输出阻抗变大.
对于buck converter 电感纹波 (1/2 Ipeak-peak)
随着R增大, I减小, 当I= 时系统进入DCM.
I > for CCM
I < for DCM
可以用K或者R进行DCM和CCM判断评价
K < Kcrit(D) for DCM, K > Kcrit(D) for CCM
K=2L/(R*Ts). K is a measure of the tendency of a converter to operate in the discontinuous conduction mode.
R < Rcrit(D) for CCM, R > Rcrit(D) for DCM
R为负载电阻
Buck, boost, buck-boost K和Rcrit如下图 所示
K > Kcrit(D) or R < Rcrit(D) for CCM
K < Kcrit(D) or R > Rcrit(D) for DCM
5.2 Analysis of the Conversion Ratio M(D, K)
在计算DCM的电压转换比我们依然采用chapter 2的电感伏秒平衡和电容电荷平衡. 另外假设输出电压保持稳定,忽略ripple, 但是不能忽略电感电流的纹波!
考虑Buck Converter DCM场景
列出电感电压波形
列出电感电流和电容电流波形
可得Conversion Ratio M(D1,K)=V/Vg
where
Valid for K<Kcrit
因此
DCM会导致输出电压V变大(相比于CCM).
5.3 Boost Converter Example
Boost converter在DCM和buck类似
I > iL for CCM I < iL for DCM
K > Kcrit(D) for CCM K < Kcrit(D) for DCM
Kcrit(D)=D*(1-D)^2
利用电感伏秒和电容电荷平衡,可得
5.4 Summary of Results and Key Points
Buck, boost, buck-boost的K和conversion ratio M总结如下
进入DCM后, 输出电压由负载决定, 因此导致converter输出impedance变大.