電流連續(xù)時Cuk轉換器的工作原理
假設電容C1的容量很大,轉換器旒態(tài)工作時,電容C1上的電壓基本保持歐,其值為UC1。
1)開關模式1(0~TON,見文《Cuk PWM DC/DC轉換器主電路組成和控制方式》(a))
在t=0瞬間,開關管V導通,Cuk PWM DC/DC轉換器以開關管V為界分成左、右兩個回路。在左回路中電源電壓Ui全部加到電感L1上,電感電流iL1線性增加。在右回路電容C1經過負載和電感L2放電。二極管D在電容C1上電壓UC1的作用下反偏置而截止。
電感L1和L2的電流全部流過開關管V。
當t=Ton時,電流iL1達到最大值IL1 max,電流iL2達到最大值IL2 max。通期間,電流iL1和電流iL2的增加量△iL1(+)和△iL2(+)分別為:
2)開關模式2(Ton~Ts,見文《Cuk PWM DC/DC轉換器主電路組成和控制方式》(b))
在t=Ton瞬間,開關管V關斷,二極管D續(xù)流,形成以二極管為邊界的左、右兩個回路。電感L1和L2的電流全部流過二極管D。在左回路中電源電壓Ui通過電感L1給電容C1充電,由于電容C1的容量較大,充電時電容CL上的電壓Uc1增加不多,但電感L1的儲能因向電容C1轉移而使電流iL1下降,右邊回路中電感L2的電流iL2在輸出電壓Uo的作用下下降。兩個電感電流的下降率分別為:
當t=Ts時,電流iL1達到最小值IL1min,電流iL2達到最小值IL2 min。在開關管V導通期間,電流iL1和iL2的減小量△iL1(-)和△iL2(-)分別為:
在t=Ts時,開關管又導通,開始下一個開關周期。
曲此可知,Cuk PWM DC/DC轉換器中的電源能量要經過三次轉換才能傳送到負載:第一次是開關管V導通,電感L1儲能增加,將電能轉換成磁能;第二次是開關管V關斷,電感L1上的磁能轉換成電容C1上儲存的電能;第三次是開關管V導通,電容C1上儲存的電能轉換到負載和輸出回路的電感L2和電容Cf上。在實際的電路中,第一次和第三次兩個轉換是同時進行的。
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