Cuk拓扑电源原理及工作过程解析
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从Boost-Buck演进到Cuk Cuk斩波电路也称Cuk变换器。1980年左右，美国加州理工学院Slobodan Cuk提出的对Buck/Boost改进的单管不隔离直流变换器，在输入输出段均有电感，可以显著减小输入和输出电流的脉动，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。
Boost-Buck电路演变成Cuk的过程 在a）中，S1和S2是同步的，并且具有相同的占空比D。可以看成S1和S2是同步的开关，则变成了b)。 通过允许输出电压是反极性的，则单刀双掷，演变成了c），两种开开关状态，c)和b)是一样的。 实际电路，把理想开关换成实际的开关管及二极管。
Cuk工作过程与原理
等效电路图如下：
开关Q1导通时，S合向B点,；开关Q1关断时，S合向A点,。 在该电路中，稳态时电容C2的电流在一个周期内的平均值应为0，也就是其对时间的积分为0，即：
当开关导通时，电容电流和时间的乘积为；当开关断开时，电容电流和时间的乘积为； 上面的公式可以得到：
从而可以得到：
因此，B点的电动势平均值是：
(其中：Uc2为电容C2两端电压的平均值）。 又因为电感L1的平均电压为0，所以：
另一方面，A点的电势为：
且L2的电压平均值为0，所以根据基尔霍夫电压定律，可以得到输出电压
于是可得到输出电压与电源电压的关系为：
该电路与升降压斩波电路相比，Cuk斩波电路有一个明显的优点，即其输入电源电流和输出负载电流都是连续的，且脉动很小，有利于对输入、输出进行滤波。 开关管Q为PWM控制方式。Cuk变换器有CCM和DCM两种工作方式，但不是指电感电流，而是指流过二极管的电流连续或断续。在一个开关周期中开关管Q的截止时间（1-Dy）Ts内，若二极管电流总是大于零，则为电流连续；若二极管电流在一段时间内为零，则电流断续工作；若二极管电流在t=Ts时刚降为零，则为临界连续工作方式。 Cuk变换器中有两个电感，这两个电感之间可以没有耦合，也可以有耦合，耦合电感可进一步减少电流脉动量。 输入，输出极性相反 开关管接地，驱动容易 可升降压 输入输出均串联电感，纹波小
假设已经达到了平衡状态，工作情况如下： Cuk的优缺点 优点 1、输入电源电流和输出负载电流都是连续的 2、脉动很小，有利于对输入，输出进行滤波 缺点： 1.Cuk电路需要两个电感和一个电容（不包括滤波电容），而buck和boost只需要一个电感。 2.Cuk电路输出的是负电压。 3.Cuk电路使用电容作为储能元件，提供的电流比较小。 这些特点决定了它不会很常用。 审核编辑：汤梓红 |
