芯耀
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Part 01、前言
在设计BUCK开关电源时，我们总会面对一个核心选择电路的工作模式。电感电流在零点上的一念之差，造就了连续导通模式CCM和断续导通模式DCM的分野。
CCM连续导通模式：电感电流在整个开关周期内始终大于零。
DCM断续导通模式：电感电流在每个周期的后半段会下降到零，并断续地保持在零，直到下一个开关周期开始。
在满载或重载时，绝大多数BUCK电源都工作在CCM。但随着负载电流的降低，任何CCM设计的电源最终都会在一个临界点BCM之后，不可避免地滑入DCM。
在设计电源时，我们会千方百计地希望电路避免在DCM下运行，这究竟是为什么？DCM模式真的有那么不堪吗？接下来就聊聊这个话题。
Part 02、DCM的有啥"坏处”？好处
1.环路响应突变，系统失稳
这是DCM最致命的原罪。
CCM模式其控制到输出的传递函数是一个二阶系统，由L和C共同决）。我们为CCM设计的反馈补偿网络，如Type-ll或Type-lll就是为了精确地处理这个二阶系统的极点和零点，以获得足够的相位裕度和带宽。
而一旦进入DCM，电感在周期的一部分时间内与输出"脱钩”，因为电流为零了。此时，电路的传递函数会突变为一个一阶系统。
这种系统阶数的根本性改变，使得原本为CCM优化的补偿网络瞬间"失配”。其结果是环路增益和相位特性发生剧烈变化，轻则导致瞬态响应变差，重则使相位裕度荡然无存，导致输出产生低频振荡，系统彻底失稳。
2. 更高的峰值电流
在DCM模式下，为了向负载传递相同的平均功率，电感需要一个更高的峰值电流。因为其电流是从0开始爬升的，并且工作时间更短。更高的峰值电流意味着，更大的传导损耗，MOSFET和电感的损耗显著增加，这反而可能导致轻载效率恶化。这也导致对MOSFET的峰值电流能力和电感的饱和电流提出了更高要求。
3. 更大的输出纹波
DCM模式下，电感电流为零的断续阶段，负载完全由输出电容独自供电。这会导致输出电压在每个周期内有更深的“下陷”，从而产生比CCM模式下更大的输出电压纹波。
4. EMI特性恶化
当电感电流下降到零时，开关节点SW上的寄生电容会与电感发生谐振，产生明显的高频振铃。这种振铃会引入难以预测的高频EMI分量，使EMC测试变得棘手。
DCM虽然坏处很多，但它并非一无是处，有时候少了它还不行，原因是它能提升轻载效率。这是DCM最大的优势。在CCM模式下，即使负载很轻，电感中也必须维持一个“空转”的纹波电流，这会产生固定的开关损耗和传导损耗。而在DCM模式下，电流为零时，开关管，尤其是同步整流的下管可以完全关断，极大地减少了轻载时的“空转”损耗。
因此，许多现代BUCK芯片都集成了脉冲频率调制PFM”模式，这本质上就是一种主动进入DCM的控制策略，以在轻载时实现最高效率。
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