Boost电路的同步和异步模式及CCM、DCM模式介绍
Boost电路的同步和异步模式及CCM、DCM模式介绍
一、同步与异步Boost电路
1. 一般区别
电路结构
- 异步升压 IC：采用传统的 Boost 电路结构，主要由电感、开关管、二极管和输出电容等组成。
- 同步升压 IC：与异步升压 IC 的 Boost 电路相比，其将二极管替换成了一个同步整流 MOS 管，通常与原开关管集成在同一个芯片内部，由芯片内部的逻辑电路控制其导通和截止。
效率
- 异步升压 IC：二极管存在一定的正向压降，通常在 0.5V 至 1V 左右，当电流较大时，二极管的导通损耗会比较大，限制了升压电路的整体效率，尤其是在输出大电流的情况下效率下降明显。
- 同步升压 IC：同步整流 MOS 管的导通电阻通常非常低，一般在几十毫欧到几百毫欧之间，其导通损耗相对较小，在大电流应用场景下效率优势明显，可达到 90% 以上。
纹波
- 异步升压 IC：二极管的反向恢复特性会在开关过程中产生一定的电压尖峰和振铃，导致输出纹波电压相对较大，可能需要较大的输出电容来平滑纹波。
- 同步升压 IC：同步整流 MOS 管不存在反向恢复问题，开关过程相对更平滑，因此输出纹波电压通常较小，有利于提高输出电压的稳定性。
2. 电路详解及举例
我们一般的boost拓扑结构是这样的（异步）
以上电路拓扑有个缺陷，就是当电路不工作时，输入 压经过L1电感和D1二极管流向负载，有时候这个电压 很讨厌，会产生功耗问题，不得不再加个开关电路。
同步boost升压
为了解决这个问题，我们可以选择同步类型芯片。
以下是 同步BOOST升压电路拓扑结构，和上面的异步类型拓扑的区别就是二极管换成了MOS管，这个MOS管由芯片内部的逻辑控制，在芯片不工作时，MOS管关闭输出，因此不会产生漏电问题。MOS管导通压降小，功率损耗小，使用它替换二极管效率更高.
也就是说 我们可以用芯片来完成 控制这两个mos管 的工作。
以下是一些常见的同步类型的 Boost 升压电路芯片：
异步boost升压
电路图就是上面的基本的boost电路。
我们用芯片来控制其中的mos管的 高频率关断和开启。
常见的有 SGM6623升压DCDC芯片。
以下是型号SGM6623升压DCDC芯片内框图。原理和 上面一样，MOS管导通（红色箭头），电感储能， MOS管关闭，电感向输出供电（绿色箭头）。芯片会 采集输出电压以及MOS管电流，控制PWM占空比，调 整输出电压。
二、CCM与DCM模式
CCM(ContinuousConduction Mode)连续导通模式，即一个开关周期内，电感电流不会到0A。这些拓扑还可工作在BCM（Boundary Conduction Mode）临界导通模式和DCM(Discontinuous Conduction Mode)非连续导通模式。
可见，不同模式的定义是通过电感电流是否连续或者是否到0来区分。下图可以更直观的区分不同模式下电感电流的波形示意图：（其中CCM模式和BCM模式的电感电流波形在同一坐标系下，CCM模式的IL_MIN≠0）。
总之，CCM和DCM是可以通过 人为控制电感电流大小 ，自行设计出来的。