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开关电源的强制连续导通模式--FCCM

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江玉霖
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初级工程师
  • 2020-5-2 16:27:27
公司服务器主板产品开发过程中测量内存条供电电源(buck)的电感电流的时候出现了电感电流会穿过X轴流到X轴下方
示波器测量的图片系公司项目中的,不便给大家展示;

强制连续导通模式电感电流波形

强制连续导通模式电感电流波形

强制连续导通模式电感电流波形

强制连续导通模式电感电流波形


由于此前并未使用过FCCM模式,对此并不熟悉,但是自此对该模式做了个总结,在此与大家共享下
1、强制连续导通模式与电感电流的断续模式、临界模式、连续模式的却别是啥:

电感电流的断续模式、临界模式、连续模式是电感电流上升速度和下降速度的原因而出现的,算得上是一种自然现象;
强制连续导通模式是用于对输出电压的控制而出现的一种调节方式,这种模式多用于对于效率等不要求但对于文波要求高和负载调节能力高的场合。

可以理解为电感电流的断续模式、临界模式、连续模式这三种模式是一种自然现象,强制连续导通模式是一种控制方法,两者之间具有本质区别。

buck拓扑

buck拓扑

FCCM工作流程
1、Q1导通,Q2关断,电流由Vin输入-->开关管Q1-->电感L1-->输出到负载;
2、Q1关断,Q2导通,电感电流继续流动-->经过负载-->开关管Q2-->回到电感;
3、当电感电流到0以后,开关管Q2继续打开,此时输出的电容C1对电感L1反向励磁,电流由C1-->电感L1-->开关管Q2;

Q2的对电感电流的强制连续导通可以在电感电流到0和下次开关管Q1开通这期间的任何时候。

此模式的好处就是可以实现对输出的良好的控制,主要用于CPU和内存等在非常轻载的时候电感平均电流非常低,但对输出文波等要求不减,但是可以实现对负载变动的快速响应而出现的一种控制方法;类似的控制方法还有:跳脉冲方法和突发模式(其实我认为这两种方法没啥区别);


缺点就是在强制连续导通模式的时候,效率非常低。
yg_311
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  • 2020-9-28 09:53:13
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小周周的主银
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kaokaohe
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  • 2021-1-21 11:17:15
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chenguo1982515
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  • 2021-2-13 16:59:04
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rise_sight
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seil
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副总工程师
  • 2022-6-28 10:50:44
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为什么对输出有良好的控制呀?为啥对纹波好?轻载和重载有什么不同?感谢指导
江玉霖
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初级工程师
最新回复
  • 2023-8-28 15:46:32
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不好意思,才看到你的提问
1、为什么对输出有良好的控制呀?
此种应用场景对输出的控制难点主要表现在特别轻载的时候,由于电源有一个最低的轻载要求,此时负载实际的要求低于电源的最低轻载的时候输出电压就会出现抬升,通过连续导通(就是输出电容上的电压反向通过电感放电)模式来降低输出电压;
2、为啥对纹波好?
文波好不好还是看设计者的设计初衷,这个跟电感关系相对比较大;
3、轻载和重载有什么不同?
重载连续导通模式不工作,连续导通模式仅仅是工作在轻载的时候;
wwwddds
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本网技师
  • 2023-7-20 09:25:26
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