DCDC变换器-CukPPT课件下载推荐.pptx

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续流二极管L1,L2：

储能电感C1：

传递能量的耦合电容C2：

滤波电容,1,Cuk变换器工作原理,模式1（0tton）回路构成,电容C1上的电压使二极管VD反向偏置而截止,回路1:

电源给电感L1充电，电感电流线性上升,回路2：

电容C1经VT,C2,RL,L2释放能量，并给C2,L2充电,2,Cuk变换器工作原理,模式1（0tton）重要波形,IL21,IL22,U,C2,iL2,IL2=Io,vC2,-Uo,io,Io,iC2,U,VT,U,C1,iL1,IL,1,Io,iC1,D,uV,UC1,IL1=Ii,3,IL11,IL12,IL1,Cuk变换器工作原理,dt,ton,ton,diIII,uL1uiLL1UiL1L12L11L1L1,模式1（0tton）数量关系,由于电源充电，输入电感L1电流线性增长,1,on,t,Ui,LIL1,由于电容C1放电，输出电感L2电流线性增长,L2C1o,C1,o22,onon,dt,tt,uuuLdiL2,UU,LIL22IL21LIL2,C1,o,on2U,IL2,tL,U,4,Cuk变换器工作原理,模式2（tontT）回路构成,电感L上的电,1压极性反向以维持电流连续，二极管VD正偏导通,回路1:

电源电压与电感L1经过C1,VD向电容C1充电储能。

回路2：

电感L2经过VD向负载放电。

5,Cuk变换器工作原理,UVT,UC1,iL1,IL1,iC1Io,u,VD,UC1,L1=Ii,IL11,IL12,IL1,IL21,IL22,UC2,i,L2,IL2=Io,vC2,-Uo,io,Io,模式2（tontT）重要波形,6,Cuk变换器工作原理,1,C1,off,t,UL1UiU,LIL1,off,i,C1,1U,IL1,tL,U,模式2（tontT）数量关系,由于输入电感L1放电，电感电流线性减小,由于输出电感L2放电，电感电流也线性减小,L2o2,off,t,UULIL2,off2,o,U,tLIL2,7,Cuk变换器工作原理,C1,U,1D,o,U,DUi,1D,电压传输比计算稳态工作时，电感电流纹波峰-峰值在ton和toff内的值相同,ton=DT,toff=（1-D）TUi,输出电压Uo与输入电压Ui的极性相反,1,1,L1,L,L,UC1）toff,I,Uiton,（Ui,2,2,L2,L,L,I,（UC2Uo）ton,Uotoff,ton=DT,toff=（1-D）T,C1,D,UUo,8,Cuk变换器工作原理,电流传输比计算根据能量守恒，电路输入能量等于输出能量,UiIiUoIo,（DUi）Io,（1D）,DIo,Ii,1D,onoff,iiC1,iC1i,f,L1UC1IL1,T1tt,L1IL1L1IL1,UUU,U（UU）,周期与各电量之间的关系,9,Cuk变换器工作原理,电感电流纹波分析,IiL1iL2,1,1,L1,fL,L1,L,fL1,UiD,UC1）toff,（Ui,（UiUC1）（1D）,I,Uiton,输入电感L1,输出电感L2,L2,10,L2,fL2,I,（UC2Uo）ton（UC2Uo）D,Uotoff,L2fL2Uo（1D）,Cuk变换器工作原理,电容电压波动分析C1上的电压,on,t阶段：

电容释放储能，平均放,电电流等于平均输出电流Io。

t阶段：

电容充电储能，平均,off充电电流等于输入电流Ii。

稳态下传输,，能量,电容的充电电流和,放电电流,分,与充、,放电时间,积必,的乘,然相等。

iL1,IL1,Io,iC别1,IL1=Ii,IL11,IL12,11,IL1,Cuk变换器工作原理,0,0,1,1,1,C1,C1,o,C,C,Cf,U,1toni,dt1tonIdtDIo,电容电压波动分析C1上的电压,0,1,1,1,C1,C1,i,toffi,C,C,Cf,U1（,dt）1（,toffIdt）（1D）Ii,0,ton阶段,toff阶段,i,12,IDIo,1D,Cuk变换器工作原理,ton阶段：

由C1充电储能,因为电容电荷平衡，一个开关周期内，输出电容充放电相同，平均电容电流IC=0,电容电压波动分析C2上的电压,toff阶段：

配合电感L2为负载提供能量,13,Cuk变换器工作原理,电容电压波动分析C2上的电压,2,2,2,2,1,1,22,on,off2,on,t,t,C2,C2,t,t,2i,dt）,C,C,8Cf,toff,t,U（,I1,I,（,2,dt）2,on,on2,UC2,vC2,-U,o,io,I,o,iC2,c2,io,iL2ic2,I,0iL2ic2,I,I,L2o,14,Cuk变换器电路特点,15,输入和输出电流均连续，减轻了EMI问题。

输出纹波电压和电流比BuckBoost变换器要小得多容性储能效率比感性储能效率高，使得滤波电感和能量传输电容都很小，变换器体积和重量都减小很多。

当元件值和输出标准一致时，Cuk变换器比传统的BuckBoost变换器效率高很多。

Cuk变换器器件的选择,开关器件的选择,VT,i,o,UVT,UC1,UUU,Ui,UC11DUiUo,考虑到电路工作时的尖峰,电流，浪涌电压等，开关器件,的极限参数应满足,VTmaxLmax,I（1.52）I,UVTmax（23）（1.1UiUo）,VT,16,L1L2,VTmax,L1,L2,L1,L2,iii,i（II）（ii）/2,Cuk变换器器件的选择,续流二极管的选择,UVDmaxUC1Ui,Uo,IVDmax（IL1IL2）（iL1iL2）/2,考虑到电路工作时的尖峰电流，浪涌电压等，开关器件的极限参数应满足,VDmaxLmax,I（1.52）I,UVDmax（23）（1.1UiUo）,17,Cuk变换器器件的选择,2,L1,L,IIL1（120%）I,输入储能电感L1的选择流过电感L1的电流平均值等于输入电流平均值，即IL1=Ii为防止电感饱和，减小VT峰值电流、电压和损耗，选择电感满足以下条件,1,1,1,L1i,i,i,i,oo,on,io,L,U2,U,t,I0.4IUiton,LUiton,0.4I,L,0.4f（UU）I,oT,UU,18,Cuk变换器器件的选择,2,L2,o,I,IL2,（120%）I,输入储能电感L2的选择流过电感L2的电流平均值等于输出电流平均值，即IL2=Io为防止电感饱和，减小VT峰值电流、电压和损耗，选择电感满足以下条件,2,2,1,L2,o,io,i,oo,on,io,L,UU,U,I0.4I,UotoffLUotoff,0.4I,o,L,0.4f（UU）I,tToT,UU,21,Cuk变换器器件的选择,储能电容C1的选择稳态时，toff期间流过储能电容C1中的电流为输入电流Ii，若要求电容两端电压纹波为UC1,1,ii,C1C1C1,toff,IU,UT,CI,iU,OOi,UiUC1（UiUO）IU,OO,UC1f（UiUO）,I（1D）ITton,fUU,i,IL1,Io,iC1,L1IL1=Ii,IL11,IL12,IL1,0,1,1,1,C1,C1,i,toffi,C,C,Cf,U1（,dt）1（,toffIdt）（1D）Ii,0,20,Cuk变换器器件的选择,输出滤波电容C2的选择稳态时，流过输出滤波电容C2中的电流为流过电感L2的电流与输出电流之差，即iC2=iL2-Io,UC2,vC2,-U,o,io,Io,iC2,22,21,2,1,toff,t,C2,C2,C2,C2,iC2dt）,C,C222,28C2f0.4Io,ton2,U（,11TI2I2,I2,C,Io8Uf8Uf20Uf,on,Cuk变换器例题,例Cuk变换器，输入电压48V，平均输出电压幅值为36V，负载电阻9，能量传输电容的最大纹波电压0.5V，开关频率为64kHz。

如果电感L1=10mH，L2=1mH，C2=100uF。

求：

占空比；

能量传输电容C1的值；

L1中的电流纹波峰峰值；

22,Cuk变换器例题,23,