原來DCM和CCM區別這么大！你選對了嗎？
上期回顧：NVDC充電路徑管理
本期內容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相對應的是CCM模式，很多工程師朋友并不知道兩者的區別，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
以基礎的Buck為例，上管Q1導通時，輸入給電感儲能同時給輸出提供能量。下管Q2導通時，電感續流給輸出提供能量。
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《非隔離電源的輕載高效小妙招》
圖1
CCM即連續導通模式，是指在一個開關周期內，電感電流連續，電感電流可以降到0，但不會維持為0。
DCM即斷續導通模式，是指在一個開關周期內，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在輕載下。
01 輕載效率輕載時buck的損耗以開關損耗為主，從開關損耗的計算公式可以看出，開關損耗與開關頻率成正比：
其中，ton和toff分別為上管導通所需時間及關斷所需時間，fsw為開關頻率。
DCM模式會降低開關頻率以降低損耗。因此在輕載時，DCM模式能有更高的效率。這就好像司機師傅在運貨需求較小時，以DCM模式運行的司機師傅會降低運送頻率以節省運輸費用；而在運貨需求較大時，司機師傅就要開足馬力運輸以確保供應充足。
02 靜態輸出紋波由于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模式在輕載時靜態紋波會優于DCM。
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圖3
03 響應速度（動態紋波）CCM模式下的響應速度比DCM更快。這同樣是由于DCM模式降頻導致響應速度變慢。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。但是當運貨需求突然增大時，DCM則需要更長的時間來反應才能滿足運貨的需求。
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圖4
04 CCM需要同步Buck才能實現這是由于輕載時CCM模式會有負向的電感電流流經下管，非同步Buck的下管為二極管不能流過負向電流。
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《非隔離電源的輕載高效小妙招》
圖5
CCM和DCM各自優缺點總結：
-
CCM：輸出紋波小，響應速度快。但是輕載損耗大，效率低，且必須要同步buck才能實現。
-
DCM：輕載損耗小，效率高。但是輸出紋波大，響應速度慢。
在需求輕載高效的場合，需要選用DCM模式。例如電池供電，如果設備經常會工作在低功耗模式下，那么DCM可以有效提高電池續航時間。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，需要全負載范圍內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 01部分芯片有模式選擇的管腳，例如MPM3620。對MPM3620的AAM腳進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修改寄存器來設置，例如MPM3695-25。
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圖8
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?工程師朋友們，現在知道CCM和DCM之間的區別了嗎？歡迎大家持續關注MPS電源小課堂和MPS微信公眾號，學習更多干貨知識。
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NVDC 充電路徑管理
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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EMI優化
電源小課堂第四季第四話：汽車DCDC EMI（中）之芯片EMI優化設計
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