电流连续时Cuk转换器的工作原理
假设电容C1的容量很大,转换器旒态工作时,电容C1上的电压基本保持欧,其值为UC1。
1)开关模式1(0~TON,见文《Cuk PWM DC/DC转换器主电路组成和控制方式》(a))
在t=0瞬间,开关管V导通,Cuk PWM DC/DC转换器以开关管V为界分成左、右两个回路。在左回路中电源电压Ui全部加到电感L1上,电感电流iL1线性增加。在右回路电容C1经过负载和电感L2放电。二极管D在电容C1上电压UC1的作用下反偏置而截止。
电感L1和L2的电流全部流过开关管V。
当t=Ton时,电流iL1达到最大值IL1 max,电流iL2达到最大值IL2 max。通期间,电流iL1和电流iL2的增加量△iL1(+)和△iL2(+)分别为:
2)开关模式2(Ton~Ts,见文《Cuk PWM DC/DC转换器主电路组成和控制方式》(b))
在t=Ton瞬间,开关管V关断,二极管D续流,形成以二极管为边界的左、右两个回路。电感L1和L2的电流全部流过二极管D。在左回路中电源电压Ui通过电感L1给电容C1充电,由于电容C1的容量较大,充电时电容CL上的电压Uc1增加不多,但电感L1的储能因向电容C1转移而使电流iL1下降,右边回路中电感L2的电流iL2在输出电压Uo的作用下下降。两个电感电流的下降率分别为:
当t=Ts时,电流iL1达到最小值IL1min,电流iL2达到最小值IL2 min。在开关管V导通期间,电流iL1和iL2的减小量△iL1(-)和△iL2(-)分别为:
在t=Ts时,开关管又导通,开始下一个开关周期。
曲此可知,Cuk PWM DC/DC转换器中的电源能量要经过三次转换才能传送到负载:第一次是开关管V导通,电感L1储能增加,将电能转换成磁能;第二次是开关管V关断,电感L1上的磁能转换成电容C1上储存的电能;第三次是开关管V导通,电容C1上储存的电能转换到负载和输出回路的电感L2和电容Cf上。在实际的电路中,第一次和第三次两个转换是同时进行的。
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