Cuk斬波電路簡介

Cuk斬波電路也稱Cuk變換器。美國加州理工學院Slobodan Cuk提出的對Buck/Boost改進的單管不隔離直流變換器，在輸入輸出段均有電感，可以顯著減小輸入和輸出電流的脈動，輸出電壓的極性和輸入電壓相反，輸出電壓既可以低于也可以高于輸入電壓。Cuk變換器可看做是Boost變換器和Buck變換器串聯(lián)而成，合并了開關管。

開關管Q為PWM控制方式。Cuk變換器有CCM和DCM兩種工作方式，但不是指電感電流，而是指流過二極管的電流連續(xù)或斷續(xù)。在一個開關周期中開關管Q的截止時間（1-Dy）Ts內(nèi)，若二極管電流總是大于零，則為電流連續(xù)；若二極管電流在一段時間內(nèi)為零，則為電流斷續(xù)工作；若二極管電流在t=Ts時剛降為零，則為臨界連續(xù)工作方式。

Cuk變換器中有兩個電感，這兩個電感之間可以沒有耦合，也可以有耦合，耦合電感可進一步減少電流脈動量。

當V通時，E-L1-V回路和R-L2-C-V回路分別流過電流

當V斷時，E-L1-C-VD回路和R-L2-VD回路分別流過電流

輸出電壓極性與源電壓極性相反

等效電路，相當于開關S在A、B兩點之間交替切換。

穩(wěn)態(tài)時電容C的電流在一周期內(nèi)的平均值應為零，也就是其對時間的積分為零，即：∫icdt = 0

在等效電路中，開關S合向B點時間即V處于通態(tài)的時間Ton，則電容電流和時間的乘積為i2*Ton.開關S合向A點的時間為V處于斷態(tài)的時間Toff，則電容電流和時間的乘積為i1*Toff。

由此可得：i2*Ton=i1*Toff

從而可得：i2/i1=Toff/Ton=(T-Ton)/Ton =(1-α)/α

同理可得出輸出電壓U0與電源電壓E的內(nèi)鏈變更關系：

輸入電源電流和輸出負載電流都是連續(xù)的，且脈動很小，有利于對輸入，輸出進行濾波。

直流斬波是將固定的直流電壓變換成可變的直流電壓，也稱為DC/DC變換。

斬波器的工作方式有兩種，一是脈寬調(diào)制方式，Ts（周期）不變，改變Ton（通用，Ton為開關每次接通的時間），二是頻率調(diào)制方式，Ton不變，改變Ts（易產(chǎn)生干擾）。

其具體的電路由以下幾類：

1、Buck電路：降壓斬波器，其輸出平均電壓Uo小于輸入電壓Ui，輸出電壓與輸入電壓極性相同。

2、Boost電路：升壓斬波器，其輸出平均電壓Uo大于輸入電壓Ui，輸出電壓與輸入電壓極性相同

3、Buck-Boost電路：降壓或升壓斬波器，其輸出平均電壓Uo大于或小于輸入電壓Ui，輸出電壓與輸入電壓極性相同，電感傳輸。

4、Cuk電路：降壓或升壓斬波器，其輸出平均電壓Uo大于或小于輸入電壓Ui，輸出電壓與輸入電壓極性相反，電容傳輸。

用直流斬波器代替變阻器可節(jié)約電能(20~30)%。直流斬波器不僅能起調(diào)壓的作用(開關電源)， 同時還能起到有效地抑制電網(wǎng)側(cè)諧波電流噪聲的作用。

當今軟開關技術使得DC/DC發(fā)生了質(zhì)的飛躍，美國VICOR公司設計制造的多種ECI軟開關DC/DC變換器，其最大輸出功率有300W、600W、800W等，相應的功率密度為(6、2、10、17)W/cm^3，效率為(80-90)%。日本NemicLambda公司最新推出的一種采用軟開關技術的高頻開關電源模塊RM系列，其開關頻率為(200-300)kHz，功率密度已達到27W/cm^3，采用同步整流器(MOS-FET代替肖特基二極管)，使整個電路效率提高到90%。

斬波器在工業(yè)自動化設備里有廣泛使用，靈敏電子管電壓表或生物電子儀器里也有使用。

斬波器的另一種又叫振動子變流器、工作原理和電鈴類似，是體積、功率比較大，用八腳電子管插座。經(jīng)常用于直流/交流變換。

過去因為均是電子管設備，由于甲、乙電的供應在移動設備中非常困難的，所以以前的汽車收音機和部分車載電臺就用振動子將車上的蓄電池提供的電流變?yōu)榻蛔冸娏?，?jīng)過變壓器升壓和振動子同步變流為高壓直流供收音機或電臺使用（功率比較大的電臺也有用汽車蓄電池推動電動發(fā)電機的）。

由于半導體變流器的成熟，振動子變流器早已數(shù)十年沒見使用了。早期的攝影用萬次閃光燈也用振動子變流器。