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开关电源系列第一篇分享了buck、boost、buck-boost三种非隔离DCDC拓扑的工作原理,今天再分享另外三款非隔离DCDC拓扑:Cuk、Sepic、Zeta,这三种结构比前面三种略微复杂,应用不是特别广泛。 1、 Cuk变换器 Cuk变换器是由美国加州理工学院SlobodanCuk提出的对Buck/Boost进行改进的单管非隔离直流变换器,在输入输出段均有电感,可以显著减小输入和输出电流的纹波,输出电压的极性和输入电压相反,输出电压既可以低于也可以高于输入电压。Cuk变换器可看做是Boost变换器和Buck变换器串联而成,合并了开关管。基本拓扑如下图所示:
电路中主要元器件包括耦合电容C1、开关管S、boost电感L,buck电感L1、续流二极管VD、滤波电容C1。 1.1 Cuk电路工作原理 在开关导通阶段,输入电压经过电感L、开关S到地,电感L充能。而右侧由于电容C1在上一周期开关关断时充了能,在本周期开关导通时将能量释放,此时二极管VD截止,这时相当于是电容充当电源放能,给电感L1充能,右侧的电流路径为电感L1→电容C1→开关S→负载。如下图左所示。
在开关断开阶段,在左侧,电源Ui和电感L的感应电动势之和给电容C1充能,电流方向为电源→电感L→电容C1→二极管VD。在右侧,电感L1放能,电流经二极管VD续流,电流方向为电感L1→二极管VD→负载。如下图右所示。
1.2 Cuk电路输入输出关系推导
从以上原理分析可知,Cuk电路在开关导通时,电感L、L1充能,C1放能;在开关关断时,电感L、L1放能,C1充能,电容C1起到能量耦合传递的作用。可以知道,两个电感在开关导通和开关关断阶段的电流变化量是相等的,于是,针对左侧电感L而言: 部分内容截取...... 纯分享贴,有需要完整版可以直接下载附件获取资料!
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