在临界模式下,电路每个周期的能量补偿为零,即电感的峰值电流与电容的峰值电压相等,因此通过电路的平均电流为零,这样就可以减少功率损耗,节省电源的能量。
否则,如果开关电源工作在连续导通模式下,电路中的功率仅由开关管驱动,导通和关断时都会在开关管上产生大量的功率损耗,因此能量损失较大。
在电源开关管导通和非导通时,会产生电磁互感和电容耦合引起的电磁干扰(EMI),但在临界模式下,电路峰值电流和峰值电压都比较小,因此EMI大幅降低。
而在连续导通模式下,导通电流一般较大,切断电压也较大,因此EMI较严重。临界模式设计精度高,不但可降低EMI问题而且还能使系统效率更高。
在电源开关管开启时,导通电流会按照电感和电容的比例递增,当到达一个峰值后,电源开关管自行关闭,因此能极大地减少电流冲击和电源开关管的耗损。
而在连续导通模式下,导通电流一直存在,因此高频开关电源在连续导通状态下将大量失去能量,造成高频变压器和输出电容器的损耗。
临界模式使用电感循环将电压和电流变换来达到最佳效果,得到了更高的效率,提高了系统的效率,而且还可通过一些新的技术提高使用效率,如动态改变电感的共振频率和通过计算选择合适的电容参数等,使得电源效率进一步提高。
因此,开关电源在临界模式下工作可以减少能量损失和EMI干扰问题,同时提高系统的效率,降低损耗,成为一种理想的电源设计。