开关电源学习笔记8 --- Cuk变换器

Cuk变换器

原理电路如下

• 输入，输出极性相反
• 开关管接地，驱动容易
• 可升降压
• 输入输出均串联电感，纹波小

假设已经达到了平衡状态，工作情况如下：
（由于处于平衡状态，所以任何储能元件，在开关断开和闭合的两个过程，必然是一个充能，一个放能）

SW闭合后

由于开关SW对右侧短路，输入电压经过电感$L_1$，过开关SW到地，电感充能
而右侧由于电容C负极端点位低于正极端（正极通过SW接地），所以二极管$V_d$反偏（相当于断路），又因左侧决定的开关管的电流流向由上到下，所以右侧电流流向如图

SW断开后

二极管$V_D$对右侧短路，输入电压经过电感$L_1$，过点从C，到二极管再到地，电感放能（因为闭合时充能），电源和电感的放能给电容充能，代表了闭合时电容C是放能的
SW闭合时右侧回路的电容C放能，证明电感$L_2$充能，所以SW断开时，电感$L_2$放能

综上

• 在SW闭合时，电感$L_1$，$L_2$同时充能，电容C放能；在SW闭合时，电感$L_1$，$L_2$同时放能，电容C放能
• 两电感的电流变化趋势相同，可绕于同一个集成电感上
• 由于耦合电容C的电流方向周期性变化，所以对其参数要求较高，必须能承受高频大纹波电流，且等效电阻ESR要尽可能小
• 流过输出电容$C_o$的电流方向始终没有变化，即输出电容只进行滤波作用

使用与buck变换器相同的计算方法可算出（忽略$U_{sw}，U_d$）
$$U_o=\frac{D}{1-D}\times U_{in}$$