僅一個(gè)電池可能無(wú)法為復(fù)雜系統(tǒng)提供正常工作所需的所有電壓軌,。汽車(chē) LED 驅(qū)動(dòng)器,、音頻放大器以及電信等應(yīng)用需要升壓轉(zhuǎn)換器將較低輸入電壓轉(zhuǎn)換為較高輸出電壓,。要確定應(yīng)該將轉(zhuǎn)換器的工作模式設(shè)計(jì)成連續(xù)傳導(dǎo)模式 (CCM)、非連續(xù)傳導(dǎo)模式 (DCM) 還是二者的結(jié)合,，這對(duì)于升壓轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)可能不太明確,。

升壓轉(zhuǎn)換器的形狀和尺寸多種多樣，所支持的電源等級(jí)和升壓比率非常廣泛,。這些要求決定了升壓轉(zhuǎn)換器最適合在 CCM 下工作,，還是在 DCM 下工作。在 DCM 下,，電感器電流在 FET 導(dǎo)通時(shí)開(kāi)始從零升高,，并在下一個(gè)轉(zhuǎn)換周期到來(lái)之前完全放電歸零。但在非同步 CCM 升壓情況下,，無(wú)論電流是在升高,、在下降，還是在將電感器儲(chǔ)存的能量釋放到輸出電容器和負(fù)載中,，電感器電流始終大于零,。

在 CCM 下，占空比對(duì)負(fù)載而言是恒定的,，但會(huì)隨輸入電壓變化而變化,。在大多數(shù) CCM 設(shè)計(jì)中，當(dāng)?shù)陀谀骋蛔畹拓?fù)載時(shí),，工作模式會(huì)轉(zhuǎn)換為 DCM,，因?yàn)殡姼衅麟娏髟谙乱粋€(gè)轉(zhuǎn)換周期到來(lái)之前最終會(huì)降低至零。

在大多數(shù)情況下,，高功率升壓轉(zhuǎn)換器工作在 CCM 下,，而低功率升壓則在 DCM 下完成,。這是因?yàn)?CCM 允許較低峰值電流流過(guò)整個(gè)電路，通常會(huì)帶來(lái)較低電路損耗,。但可能在高電壓升壓轉(zhuǎn)換的輸出整流器中也有例外,，例如在 PFC 中，反向恢復(fù)電流會(huì)導(dǎo)致更多損耗,。這種損耗通?？刹捎酶哔|(zhì)量（快速）整流器進(jìn)行處理。

如果在DCM 下工作,，會(huì)出現(xiàn)在CCM 模式下兩倍的峰值電感器電流，但如果故意減小電感值,，則該電流可能還會(huì)高很多,。這些更高電流不僅可增大輸入輸出電容器中的均方根電流，而且還可增加 FET 中的開(kāi)關(guān)損耗,，因此需要更大（或更多）的組件來(lái)應(yīng)對(duì)附加應(yīng)力,。單這一項(xiàng)不足通常就能掩蓋DCM 在高功率下提供的其它優(yōu)勢(shì)。

盡管電感器均方根電流在 DCM 下更高,，但其線(xiàn)阻通常會(huì)低很多,，因此銅損耗往往與 CCM 相同或更低。不過(guò),，DCM 下的核心損耗在高功率等級(jí)下更大,。有時(shí)候可能需要更大的核心來(lái)處理這些增加的損耗，這會(huì)使經(jīng)常讓人振奮的“更小電感器尺寸”優(yōu)勢(shì)黯然失色,。DCM 能真正發(fā)揮優(yōu)勢(shì)的地方是較低功率等級(jí),，這里電容器和 FET 中增加的應(yīng)力不一定需要較大組件，采用較小電感器即可,。

DCM 的一個(gè)額外優(yōu)勢(shì)是在以高升壓比率工作時(shí)（此時(shí) CCM 工作需要大量的導(dǎo)通時(shí)間）,，可通過(guò)減小電感值來(lái)縮短導(dǎo)通時(shí)間（伴有更高峰值電流）。這非常好,，因?yàn)榭刂破鹘?jīng)常會(huì)達(dá)到最大可控制導(dǎo)通時(shí)間（或最小關(guān)斷時(shí)間）限值,，跳過(guò)脈沖。這樣,，設(shè)計(jì)人員可根據(jù)控制器的可工作范圍對(duì)導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間進(jìn)行微調(diào),。此外，DCM 的控制環(huán)路表現(xiàn)要優(yōu)于 CCM,，因?yàn)闆](méi)有右半平面零點(diǎn),，其可轉(zhuǎn)換為優(yōu)異的瞬態(tài)性能。

有時(shí)候可通過(guò)減小電感值將 RHPZ 的影響降到最低,，我們可將 RHPZ 推到影響較小的更高頻率位置,。無(wú)論在輕負(fù)載、啟動(dòng)還是在瞬態(tài)條件下，所有 CCM 升壓都可在一定條件下以 DCM 模式工作,。這完全可以接受,，但應(yīng)該搞清楚出現(xiàn)這種情況時(shí)的條件。

圖 1 是電感方程式（方程 1）中反向升壓比率 (VIN/VOUT) 與占空比 (D×(1-D)^²) 的比較圖,。該項(xiàng)目與 CCM 升壓轉(zhuǎn)換器中所需的電感成正比,。本圖中的峰值出現(xiàn)在 VIN/VOUT 比值為 2/3 時(shí)或升壓比率 (VOUT/VIN) 為 1.5[1] 時(shí)。這可能是有些不太直觀(guān)的結(jié)果,。它的意思是,，在采用變化輸入電壓的設(shè)計(jì)中，電路必須在VIN/VOUT 比率的一個(gè)區(qū)段間工作,。如果該范圍非常廣泛而且該區(qū)段包含圖 1 中的峰值,，那就應(yīng)該在 2/3 的 VIN/VOUT 比率位置計(jì)算電感。如果該區(qū)段不包含 2/3 點(diǎn),，那它就應(yīng)該在其相對(duì)峰值比率處進(jìn)行設(shè)計(jì),。

圖 1.CCM 所需的最大電感出現(xiàn)在 VIN/VOUT = 2/3 時(shí)

方程 1

圖 2 是汽車(chē) LED 驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用，其采用控制器調(diào)節(jié)輸出電流,，而不是固定輸出電壓,。該設(shè)計(jì)電路在 0.27 至 0.97 的區(qū)段間工作，如圖 1 中虛線(xiàn)所示,。應(yīng)在 2/3 的比率位置計(jì)算其電感,。LED 負(fù)載電流是恒定的，因此要選擇所需的電感,，就得選擇低于實(shí)際負(fù)載電流的設(shè)計(jì)負(fù)載電流,。只要實(shí)際負(fù)載電流大于這一所選等級(jí)，轉(zhuǎn)換器就會(huì)在 CCM 下工作,。

圖 2.LED 升壓轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)示例始終在 CCM 下工作,，負(fù)載恒定

在本示例中，LED 電流為 0.22A,，選擇了 0.15A 的臨界傳導(dǎo)等級(jí),，這就意味著轉(zhuǎn)換器應(yīng)始終在 CCM 下工作。該等級(jí)可在最大限度降低所需電感與確保 CCM 工作之間實(shí)現(xiàn)良好平衡,。對(duì)于該設(shè)計(jì),，這相當(dāng)于是 68uH 的計(jì)算所得電感。要證實(shí)該電感是否正確,，可將圖 [2] 的 D(1-D)² 項(xiàng)指定為常數(shù) K,。將該常數(shù)代入方程 1 并進(jìn)行計(jì)算，可通過(guò)方程2 計(jì)算出K 值,。我們可使用 K 的計(jì)算值來(lái)確定工作邊界,。

方程 2

圖 3 與圖 1 相比稍有不同,，橫坐標(biāo)變成了占空比，而不是原來(lái)的 VIN/VOUT,。圖中顯示了設(shè)計(jì)示例（采用 68uH 電感器）的 K 計(jì)算值以及 0.15A 的降低負(fù)載電流,。我們可以看到，電路工作一直處于該曲線(xiàn)上方,，這說(shuō)明在所有輸出電壓下電路將始終在 CCM 下工作,。但電路實(shí)際可將電流調(diào)節(jié)為 0.22A，因此 K 的典型值接近 0.23,。這明顯高于該曲線(xiàn)而且更加深入 CCM,，因此可提供所需的裕量。

圖 3.占空比可影響升壓轉(zhuǎn)換器的工作模式

正如另一個(gè)可形象展示意外工作情況的設(shè)計(jì)點(diǎn)示例所示,，必須考慮在改用 33uH 電感器時(shí)會(huì)出現(xiàn)的情況,。如果該值通過(guò) VIN 最大值或 VIN 最小值計(jì)算，而不是通過(guò)與圖 1 峰值有關(guān)的 VIN 計(jì)算,，就可對(duì)其進(jìn)行選擇,。由于電感為 33uH,，因此K 的對(duì)應(yīng)值等于 0.11,，如圖 3 所示。在 0.16 與 0.55（分別對(duì)應(yīng) 28VIN 和 15VIN）的工作占空比之間,，電路會(huì)無(wú)意間工作在 DCM 下,，而在這些占空比以外則工作在 CCM 下。由于兩種模式具有不同的控制環(huán)路特征,，因此如果在多種模式下工作可能會(huì)導(dǎo)致適當(dāng)?shù)牟环€(wěn)定性,。

升壓轉(zhuǎn)換器可在 CCM、DCM 或這兩種模式下工作,，主要取決于輸入電壓和負(fù)載,。在計(jì)算所需的電感以確保 CCM 工作時(shí)，必須知道計(jì)算中使用的輸入電壓（或占空比）值,。對(duì)于具有寬泛輸入的設(shè)計(jì)而言,，應(yīng)使用 2/3 的 VIN/VOUT 比率(D = 0.33)。現(xiàn)有設(shè)計(jì)可使用方程 2 計(jì)算出的 K 值通過(guò)D(1-D)^² 曲線(xiàn)確定工作模式,。通過(guò)正確調(diào)整電感器尺寸,，可以避免意外問(wèn)題發(fā)生，并能更好地掌握升壓轉(zhuǎn)換器正工作在哪種或哪幾種模式下,。