cuk电路参数怎么设置?

电子常识

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描述

  Cuk斩波电路也称Cuk变换器。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。

  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,则为电流断续工作;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。

  参数计算

  Cuk

  利用仿真求解cuk电路

  仿真的参数设定

  (1)直流电压源参数设置:直流电压源电压为:48V

  (2)交流电压源参数设置:以y=48为坐标横轴,幅值为4.8,f=50kHz

  (3)电阻、电容参数设置:C1=C2=4.7×10-5F,L1=L2=5×10-5H,R=60

  (4)脉冲发生器(Pulse)参数设置:其中振幅设为1V,周期为2×10-5S,脉冲宽度为:55.6%

  (5)设置好各个模块完以后单击“Simulation”菜单下的“Start”命令进行仿真。

  仿真的电路总图

  Cuk

  仿真的波形图

  Cuk

  结果分析

  从上仿真波形可以看出,尽管电阻R=60时,电流达不到1A ,最后输出电压达不到60V。多次进行参数调整,阻值增大,电流却减小,输出电压仍存在误差。误差来源认为是电路损耗。

  电路参数的选取原则

  电感的选取原则

  (1)如果电感选取得过大的话,那到达稳态需要的时间就很长,这样子电路可能就要很久才能收敛,也可能根本在实际情况中由于一些干扰而达不到稳态。所以电路的电感值是不能取得太大的。

  (2)如果电感取得太小的话,电路的电流就会变化很大,这样子也会影响了电容的输出电压,导致输出的电压值波动很大。那样子的话,谈输出的是直流就没有什么意义了。而且电感如果取得很小的时候,电感容易达到饱和,这样子即使不会造成电路的电流的波动,也会造成由于电感饱和不能在吸收能量,造成怎么样提高占空比也无法提高输出电压的问题,这样子的话,可能达不到所要的输出的电压值。

  (3)综合上面所述,可知电感值要取得不要太大也不要太小,在本课程设计当中选用的值为0.05mH。其输出的波形结果很好,故选这个值可行的。

  电容的选择原则

  (1)如果电容选取得过大的话,充电的时间常数就很大,那到达稳态需要的时间就很长,这样子电路可能就要很久才能收敛,也可能根本在实际情况中由于一些干扰而达不到稳态。所以电路的容值(特别是输出的电容C2)是不能取得太大的。

  (2)如果电容取得太小的话,电路的输出回路的时间常数就很小,这样子就会导致输出的电压的变化很大,故导致输出的电压值波动很大。那样子的话,谈输出的是直流就没有什么意义了。

  (3)综合上面所述,可知电容值要取得不要太大也不要太小,在本课程设计当中选用的值为4.7×10-5F。其输出的波形结果很好,故选这个值可行的。

  电阻的选取原则

  依据电容的充放电的时间常数,以及有没有足够的电容值使其电压值保持电压几乎没有波动,从上面两个方面进行考虑的话,我们就要选取的电阻在满足输出的电流为0-1A的条件外,也不能忽略上面的两个限制条件。所以电阻值不能取得很大。因此,在这个课程设计当中电阻得取值为60Ω偏上一点,(最多不能超过60的5倍,即300)。

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