《Fundamentals of Power Electronics》——Cuk电路及仿真

Cuk电路的拓扑结构如下所示:

下面进行Cuk电路的工作过程分析:

(1)当开关管Q1导通时,Cuk电路的等效模型如下图所示:

此时,电感电压和电容电流表达式如下:

假设,i1、i2、v1、v2的纹波值均远小于其各自的直流分量,所以可以使用小纹波近似法,得到如下简化关系式:

(2)当开关管Q1关断时,Cuk电路的等效模型如下图所示:

此时,电感电压和电容电流表达式如下:

同理,使用小纹波近似法,得到如下简化关系式:

接下去在一个开关周期内,分别使用电感伏秒平衡原理和电容安秒平衡原理得到电感和电容稳态条件:

求解上述表达式可得:

在开关管Q1导通时,两个电感电流和电容电压的斜率为:

在开关管Q1关断时,两个电感电流和电容电压的斜率为:

通过各自斜率与持续时间相乘,可得各自的纹波峰值为:

通过直流分量之间的关系,可将上式简化为:

上述表达式可用于电路设计是电感和电容的理论选型。

Cuk电路的电压传输比为:

下面是在simulink中搭建的一个Cuk电路的仿真实验平台:

下面是启动过程的仿真波形图:

下面是稳态时的仿真波形图:

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