cuk

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Cuk斬波電路是開關電源六種基本DC/DC變換拓撲之一。

簡介

Cuk斬波電路也稱Cuk變換器。美國加州理工學院Slobodan Cuk提出的對Buck/Boost改進的單管不隔離直流變換器,在輸入輸出段均有電感,可以顯著減小輸入和輸出電流的脈動,輸出電壓的極性和輸入電壓相反,輸出電壓既可以低於也可以高於輸入電壓。Cuk變換器可看做是Boost變換器和Buck變換器串聯而成,合併了開關管。

開關管Q為PWM控制方式。Cuk變換器有CCM和DCM兩種工作方式,但不是指電感電流,而是指流過二極體的電流連續或斷續。在一個開關周期中開關管Q的截止時間(1-Dy)Ts內,若二極體電流總是大於零,則為電流連續;若二極體電流在一段時間內為零,則為電流斷續工作;若二極體電流在t=Ts時剛降為零,則為臨界連續工作方式。

Cuk變換器中有兩個電感,這兩個電感之間可以沒有耦合,也可以有耦合,耦合電感可進一步減少電流脈動量。

拓撲

當V通時,E-L1-V迴路和R-L2-C-V迴路分別流過電流

當V斷時,E-L1-C-VD迴路和R-L2-VD迴路分別流過電流

輸出電壓極性與源電壓極性相反

等效電路如圖所示,相當於開關S在A、B兩點之間交替切換。

穩態時電容C的電流在一周期內的平均值應為零,也就是其對時間的積分為零,即:∫icdt = 0

在圖中的等效電路中,開關S合向B點時間即V處於通態的時間Ton,則電容電流和時間的乘積為i2*Ton.開關S合向A點的時間為V處於斷態的時間Toff,則電容電流和時間的乘積為i1*Toff。

由此可得:i2*Ton=i1*Toff

從而可得:i2/i1=Toff/Ton=(T-Ton)/Ton =(1-α)/α

同理可得出輸出電壓U0與電源電壓E的內鏈變更關係:

優點

輸入電源電流和輸出負載電流都是連續的,且脈動很小,有利於對輸入,輸出進行濾波

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