原來DCM和CCM區(qū)別這么大！你選對了嗎？

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上期回顧：NVDC充電路徑管理

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在之前的電源小課堂第二話中，給大家講解了輕載高效的AAM模式，AAM是DCM模式的一種，與DCM相對應(yīng)的是CCM模式，很多工程師朋友并不知道兩者的區(qū)別，更不知道該如何選擇。今天的電源小課堂就帶大家搞清楚這個問題。

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DCM和CCM的概念

以基礎(chǔ)的Buck為例，上管Q1導(dǎo)通時，輸入給電感儲能同時給輸出提供能量。下管Q2導(dǎo)通時，電感續(xù)流給輸出提供能量。

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《非隔離電源的輕載高效小妙招》

圖1

CCM即連續(xù)導(dǎo)通模式，是指在一個開關(guān)周期內(nèi)，電感電流連續(xù)，電感電流可以降到0，但不會維持為0。

DCM即斷續(xù)導(dǎo)通模式，是指在一個開關(guān)周期內(nèi)，電感電流總有一段維持為0。

DCM又分為降頻DCM和定頻DCM，由于實際使用中都是以降頻DCM為主，因此下文均是以降頻DCM為例。

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《非隔離電源的輕載高效小妙招》

圖2

DCM與CCM的差異

重載時，無論是DCM模式還是CCM模式，都會以CCM模式運行，所以沒有可比性，兩者的差異主要體現(xiàn)在輕載下。

01 輕載效率

輕載時buck的損耗以開關(guān)損耗為主，從開關(guān)損耗的計算公式可以看出，開關(guān)損耗與開關(guān)頻率成正比：

其中，ton和toff分別為上管導(dǎo)通所需時間及關(guān)斷所需時間，fsw為開關(guān)頻率。

DCM模式會降低開關(guān)頻率以降低損耗。因此在輕載時，DCM模式能有更高的效率。這就好像司機(jī)師傅在運貨需求較小時，以DCM模式運行的司機(jī)師傅會降低運送頻率以節(jié)省運輸費用；而在運貨需求較大時，司機(jī)師傅就要開足馬力運輸以確保供應(yīng)充足。

02 靜態(tài)輸出紋波

由于DCM模式在輕載下會降頻運行，相同條件下頻率越低輸出紋波越大。因此CCM模式在輕載時靜態(tài)紋波會優(yōu)于DCM。

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《非隔離電源的輕載高效小妙招》

圖3

03 響應(yīng)速度（動態(tài)紋波）

CCM模式下的響應(yīng)速度比DCM更快。這同樣是由于DCM模式降頻導(dǎo)致響應(yīng)速度變慢。CCM就好像送貨師傅不僅每天堅持送貨，每次也都會帶充足的貨物，多余的貨物再送回去；而DCM在運貨需求較少時，兩三天才送一次貨，每次的貨物量也剛剛好。但是當(dāng)運貨需求突然增大時，DCM則需要更長的時間來反應(yīng)才能滿足運貨的需求。

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《非隔離電源的輕載高效小妙招》

圖4

04 CCM需要同步Buck才能實現(xiàn)

這是由于輕載時CCM模式會有負(fù)向的電感電流流經(jīng)下管，非同步Buck的下管為二極管不能流過負(fù)向電流。

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《非隔離電源的輕載高效小妙招》

圖5

CCM和DCM各自優(yōu)缺點總結(jié)：

• CCM：輸出紋波小，響應(yīng)速度快。但是輕載損耗大，效率低，且必須要同步buck才能實現(xiàn)。

• DCM：輕載損耗小，效率高。但是輸出紋波大，響應(yīng)速度慢。

適用場景

在需求輕載高效的場合，需要選用DCM模式。例如電池供電，如果設(shè)備經(jīng)常會工作在低功耗模式下，那么DCM可以有效提高電池續(xù)航時間。適配器供電的情況下往往沒有這種需求。

而有些場合只能選用CCM模式，例如對頻率敏感的射頻器件，需要全負(fù)載范圍內(nèi)輸出紋波盡量小的運放等場合。

如果沒有特別的要求，則兩種模式都可以選擇。

模式配置方式

如何配置芯片參數(shù)來獲得需要的模式呢？

01

部分芯片有模式選擇的管腳，例如MPM3620。對MPM3620的AAM腳進(jìn)行不同的配置可以使其工作在不同的模式。

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圖6

02

部分芯片有兩種版本。例如MP2330是AAM的版本，而MP2330C是CCM的版本。

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圖7

03

部分芯片可以通過I2C修改寄存器來設(shè)置，例如MPM3695-25。

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圖8

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工程師朋友們，現(xiàn)在知道CCM和DCM之間的區(qū)別了嗎？歡迎大家持續(xù)關(guān)注MPS電源小課堂和MPS微信公眾號，學(xué)習(xí)更多干貨知識。

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NVDC 充電路徑管理

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往期精彩回顧

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電源小課堂第四季第六話：Shipping Mode——為省電而生

電源小課堂第四季第五話：汽車DCDC EMI（下）之系統(tǒng)EMI優(yōu)化

電源小課堂第四季第四話：汽車DCDC EMI（中）之芯片EMI優(yōu)化設(shè)計

電源小課堂第四季第三話：汽車DCDC EMI（上）之噪聲源分析

電源小課堂第四季第二話：乾坤大挪移 雙極性步進(jìn)電機(jī)如何應(yīng)對失步和堵轉(zhuǎn)問題（下篇）

電源小課堂第四季第一話：乾坤大挪移 雙極性步進(jìn)電機(jī)如何應(yīng)對失步和堵轉(zhuǎn)問題（上篇）

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