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cuk斩波电路的问题

cuk斩波电路的问题

今天看了下cuk斩波电路，当看到这个波形图的时候，有2个问题想请教一下大家：

（1）当Q1关断时，V1瞬间升到了峰值Vp，而且Vp还比Vdc要大很多，这个是和boost电路是一个道理么？

（2）当Q1关断时，C1左边的电位是Vp，右边的电位被钳位至0，而且整个关断期间都是这样，L1的下降斜率是di/dt=(Vp-Vdc)/L1，但是C1的du/dt=0，即ic=C1du/dt=0，这说明在此期间是没有电流流过C1的，那么L1中的电流将流向哪儿呢？

请指教~~

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2

2013-07-22 15:08

前面和BOOST是一样的，你是对的。

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LV.4

3

2013-07-22 15:36

@Constance

前面和BOOST是一样的，你是对的。

师长，那第2个问题呢？这个怎么理解啊？

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LV.8

4

2013-07-22 19:23

L1和L2是耦合关系的。你觉得L1的电流会流向哪儿呢？

不要把2个电感分开看

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LV.4

5

2013-07-23 08:26

@米老鼠

L1和L2是耦合关系的。你觉得L1的电流会流向哪儿呢？不要把2个电感分开看

谢谢提醒，还真没注意到，但是无论耦合，还是不耦合，L1的电流都要流向C1左端啊，不是吗？

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LV.8

6

2013-07-23 08:41

@hungrywolf1987

谢谢提醒，还真没注意到，但是无论耦合，还是不耦合，L1的电流都要流向C1左端啊，不是吗？

为什么L1的电流一定要流过电容到C1呢，难道你反激电源在MOS关断的时候，存储在一次端电感的能量一定要通过哪个电容或者什么流走吗，为什么就不能等效耦合到二次端去供给负载呢

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LV.4

7

2013-07-23 08:46

@米老鼠

为什么L1的电流一定要流过电容到C1呢，难道你反激电源在MOS关断的时候，存储在一次端电感的能量一定要通过哪个电容或者什么流走吗，为什么就不能等效耦合到二次端去供给负载呢

这个是必须给C1充电的，如果按照你所说，mos关断，等效耦合到二次端去供给负载，那么在下一个周期mos打开时，C1哪来的能量给负载及L2供电呢？

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LV.8

8

2013-07-23 10:07

@hungrywolf1987

这个是必须给C1充电的，如果按照你所说，mos关断，等效耦合到二次端去供给负载，那么在下一个周期mos打开时，C1哪来的能量给负载及L2供电呢？

上面说的不是很清楚理解有错误

MOS开通时候电流通路输入端是VDC-L1-Q1形成回路，输出端是C1左边-R-L2-C1右端

也就是说在Q1开通的时候给L1储能，同时Q1也为C1提供放电回路为负载供电

MOS关断时电流通路输入端VDC-L1-C1-D1回到VDC负极，输出端是L2左端-D1-R-L2右端

Q1关断的时候L1续流释放能量，这个能量为C1充电，同时L2续流为负载提供能量

其实在cuk拓扑里面2个电感是可以耦合也可以不耦合，只是在这个图上是用耦合方式

这个输出端是一个负压，可能惯性思维不太好转换过来

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LV.4

9

2013-07-23 10:10

@米老鼠

L1和L2是耦合关系的。你觉得L1的电流会流向哪儿呢？不要把2个电感分开看

对不要把2个电感分开看

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LV.8

10

2013-07-23 10:20

@米老鼠

上面说的不是很清楚理解有错误MOS开通时候电流通路输入端是VDC-L1-Q1形成回路，输出端是C1左边-R-L2-C1右端也就是说在Q1开通的时候给L1储能，同时Q1也为C1提供放电回路为负载供电MOS关断时电流通路输入端VDC-L1-C1-D1回到VDC负极，输出端是L2左端-D1-R-L2右端Q1关断的时候L1续流释放能量，这个能量为C1充电，同时L2续流为负载提供能量其实在cuk拓扑里面2个电感是可以耦合也可以不耦合，只是在这个图上是用耦合方式这个输出端是一个负压，可能惯性思维不太好转换过来

仔细看了你上面的帖子说C1电流为零，这个理解是有问题的，CUK里面电容电流为0意思是整个周期中电容流进和流出的净增量为0，但是在一个周期中有充电也有放电，那就有充电电流和放电电流，不过在稳态运行中这2个值刚好抵消掉，具体电流回路参考上面一帖回复的内容

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LV.4

11

2013-07-23 11:32

@mwnn

对不要把2个电感分开看

我觉得应该是书上画错了，如果这样的话，Q1开的时候，不就有两个相反的感应电动势了么？一个类似于正激，产生正向的感应电动势，一个要续流，产生反向的感应电动势，这不打架了么？Q1关断的时候，L1的能量，一部分给C1充电，一部分由L2释放能量，过程又复杂了。

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LV.4

12

2013-07-23 11:38

@米老鼠

仔细看了你上面的帖子说C1电流为零，这个理解是有问题的，CUK里面电容电流为0意思是整个周期中电容流进和流出的净增量为0，但是在一个周期中有充电也有放电，那就有充电电流和放电电流，不过在稳态运行中这2个值刚好抵消掉，具体电流回路参考上面一帖回复的内容

我觉得应该是书上画错了，如果这样的话，Q1开的时候，不就有两个相反的感应电动势了么？一个类似于正激，产生正向的感应电动势，一个要续流，产生反向的感应电动势，这不打架了么？Q1关断的时候，L1的能量，一部分给C1充电，一部分由L2释放能量，过程又复杂了。

说到这里，其实主要问题在Q1off时间段内V1的波形，V1应该是要变化的，而且不会下降，只能上升，因为下降没有回路，只有上升才有L1释放能量的回路。

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LV.8

13

2013-07-23 12:32

@hungrywolf1987

我觉得应该是书上画错了，如果这样的话，Q1开的时候，不就有两个相反的感应电动势了么？一个类似于正激，产生正向的感应电动势，一个要续流，产生反向的感应电动势，这不打架了么？Q1关断的时候，L1的能量，一部分给C1充电，一部分由L2释放能量，过程又复杂了。说到这里，其实主要问题在Q1off时间段内V1的波形，V1应该是要变化的，而且不会下降，只能上升，因为下降没有回路，只有上升才有L1释放能量的回路。

图是没有错的，你也说对了，会“打架”，而这正是cuk拓扑的诱人之处，也是精华所在

这种打架现像只会在两个电感有耦合关系并且同名端定义也没错的前提下才会出现，而且理想状态下他们打架越猛，设计人员越高兴，因为这时候耦合最佳

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LV.4

14

2013-07-23 13:16

@米老鼠

图是没有错的，你也说对了，会“打架”，而这正是cuk拓扑的诱人之处，也是精华所在这种打架现像只会在两个电感有耦合关系并且同名端定义也没错的前提下才会出现，而且理想状态下他们打架越猛，设计人员越高兴，因为这时候耦合最佳

不理解，你说的我糊涂了，你有关于这种耦合的cuk短路的资料吗？

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LV.8

15

2013-07-23 13:54

@hungrywolf1987

不理解，你说的我糊涂了，你有关于这种耦合的cuk短路的资料吗？

CUK短路资料我就没有，不过关于这个拓扑我稍微知道一点点

这种结构的最大优点就是可以保证输入输出电流同时都是连续的，不会像其他拓扑会出现断续现象

理论上如果L1和L2电感量足够大，可以实现输入输出电流纹波为“0”，或者近视为0

但是这样的电感在现实中是不存在的，所以才有了2个电感耦合的概念，在耦合条件下，MOS开通期间Vdc流过L1储能，同时C1也充当电池为负载供电并且有电流反向流过L2，由于L1和L2的耦合关系，流过L2的电流会根据耦合同相关系折算到L1电流中（我们可以叫它Ior）与L1的固有电流叠加，在稳态情况下，这2个电流值会完全相等或者近视相等，但是方向相反，叠加的结果就是刚好抵消了电源输入端的脉动成分，这样理论上可以把整个CUK及负载等效成一个电阻，从电源Vdc流出的电流可以看成只有一个直流成分，其值为Po/Vdc*η

这也是CUK结构的过人之处，其他拓扑（除SEPIC）是很难或者不能实现的，也就是我上面提到的CUK精华所在

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LV.4

16

2013-07-23 14:54

@米老鼠

CUK短路资料我就没有，不过关于这个拓扑我稍微知道一点点这种结构的最大优点就是可以保证输入输出电流同时都是连续的，不会像其他拓扑会出现断续现象理论上如果L1和L2电感量足够大，可以实现输入输出电流纹波为“0”，或者近视为0但是这样的电感在现实中是不存在的，所以才有了2个电感耦合的概念，在耦合条件下，MOS开通期间Vdc流过L1储能，同时C1也充当电池为负载供电并且有电流反向流过L2，由于L1和L2的耦合关系，流过L2的电流会根据耦合同相关系折算到L1电流中（我们可以叫它Ior）与L1的固有电流叠加，在稳态情况下，这2个电流值会完全相等或者近视相等，但是方向相反，叠加的结果就是刚好抵消了电源输入端的脉动成分，这样理论上可以把整个CUK及负载等效成一个电阻，从电源Vdc流出的电流可以看成只有一个直流成分，其值为Po/Vdc*η这也是CUK结构的过人之处，其他拓扑（除SEPIC）是很难或者不能实现的，也就是我上面提到的CUK精华所在

我明白一些了，多谢！！

我再提一个问题：我觉得根据我贴出的图的波形图来看，这两个电感应该是分开的对吧？那么C1的左端电位一直是Vp，是不是有问题呢？

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LV.8

17

2013-07-23 15:06

@hungrywolf1987

[图片] 我明白一些了，多谢！！我再提一个问题：我觉得根据我贴出的图的波形图来看，这两个电感应该是分开的对吧？那么C1的左端电位一直是Vp，是不是有问题呢？

你说的VP如果是以VDC的负端为参考的话，就是有问题的，准确一点的说法我觉得应该说C1两端的电压是在VP值附近，MOS开通的时候，C1左端被拉到0，右端等效被拉低到-VP，这时候C1相当于一个电源，给负载供电，在供电过程中肯定会消耗能量电压就会低于VP，这个波动值跟负载大小，C1容量大小有关

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LV.4

18

2013-07-23 15:37

@米老鼠

你说的VP如果是以VDC的负端为参考的话，就是有问题的，准确一点的说法我觉得应该说C1两端的电压是在VP值附近，MOS开通的时候，C1左端被拉到0，右端等效被拉低到-VP，这时候C1相当于一个电源，给负载供电，在供电过程中肯定会消耗能量电压就会低于VP，这个波动值跟负载大小，C1容量大小有关

我的问题没描述清楚，补充一下：在Q1off时间段里，C1的左端的电位一直是Vp，这个波形画的有问题吧？

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LV.8

19

2013-07-23 15:44

@hungrywolf1987

我的问题没描述清楚，补充一下：在Q1off时间段里，C1的左端的电位一直是Vp，这个波形画的有问题吧？

在Q1关断时间内，V1点右L1自感电压和VDC叠加形成VP，是没有问题的，可以参考boost

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LV.4

20

2013-07-23 17:04

@米老鼠

在Q1关断时间内，V1点右L1自感电压和VDC叠加形成VP，是没有问题的，可以参考boost

可Vp是一直保持不变的啊，C1左端电位是Vp，右端电位又被钳位在0V，这样的恒定的端电压，是不允许有电流流过C1的，不是吗？

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LV.4

21

2013-07-23 17:11

@mwnn

对不要把2个电感分开看

你和米老鼠的观点我接受，现在我觉得这个原理图和波形图不符。

原理图画的是耦合的两个电感，但是波形图画的是分离的两个电感的波形，通过电流的变化就可以看出，如果是耦合的两个电感，电流就不会有那么大的脉动了。将两个电感耦合在一起，不就是为了相互抵消电流纹波吗？

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LV.8

22

2013-07-23 18:10

@hungrywolf1987

可Vp是一直保持不变的啊，C1左端电位是Vp，右端电位又被钳位在0V，这样的恒定的端电压，是不允许有电流流过C1的，不是吗？

可以看成近视不变，其实电压是会有从高到低的一个变化过程，但是总趋势是在维持VP左右，L1电流下降斜度di/dt=(Vp-Vdc)/L1，这段时间一部分能量为C1充电，一部分耦合到L2为负载供电，此时L2感应电压为左正右负，在稳态工作时充电消耗的能量和耦合到L2的能量会刚好与L1自感能量平衡，这个不用你担心。这似乎又回到第一帖的问题，还是那句话，参考boost

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LV.4

23

2013-07-24 10:01

@米老鼠

可以看成近视不变，其实电压是会有从高到低的一个变化过程，但是总趋势是在维持VP左右，L1电流下降斜度di/dt=(Vp-Vdc)/L1，这段时间一部分能量为C1充电，一部分耦合到L2为负载供电，此时L2感应电压为左正右负，在稳态工作时充电消耗的能量和耦合到L2的能量会刚好与L1自感能量平衡，这个不用你担心。这似乎又回到第一帖的问题，还是那句话，参考boost

嗯，我觉得在Q1off的时间段里，C1左端的电位是按一定斜率向上升的(因为C1在Q1off中没有放电回路)，直到Q1on开始，C1才开始向后级放电，你觉得对不？

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LV.4

24

2013-07-25 10:54

@米老鼠

可以看成近视不变，其实电压是会有从高到低的一个变化过程，但是总趋势是在维持VP左右，L1电流下降斜度di/dt=(Vp-Vdc)/L1，这段时间一部分能量为C1充电，一部分耦合到L2为负载供电，此时L2感应电压为左正右负，在稳态工作时充电消耗的能量和耦合到L2的能量会刚好与L1自感能量平衡，这个不用你担心。这似乎又回到第一帖的问题，还是那句话，参考boost

米老鼠兄弟，不在么？

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LV.8

25

2013-07-25 11:05

@hungrywolf1987

米老鼠兄弟，不在么？

不会，di/dt在下降

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LV.4

26

2013-07-25 15:57

@米老鼠

不会，di/dt在下降

C1左端的电位上升并不影响电流下降，只会影响电流变化的快慢而已。

我也看了一下别的cuk电路的资料，也有L1和L2不耦合的那种电路，假设L1和L2不耦合，同时Q1off时间段里确定C1无放电回路，C1的左端电位只能以一定斜率充上去，否则电流是不可能流通的，更不可能下降。

请兄弟仔细琢磨琢磨这个问题，我觉得我是对的咯

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LV.4

27

2013-07-27 08:59

@米老鼠

不会，di/dt在下降

米兄出差了么？等了你好久哦

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LV.8

28

2013-07-29 09:02

@hungrywolf1987

米兄出差了么？等了你好久哦

抱歉让你就等了，平时要工作，周末要陪老婆带孩子，时间不是很充裕。

请看22贴我的回答，我说了电压肯定是会有波动的，不可能是一条直线，但是大致是维持在某一个值的附近，电容会放电，会放电就会充电，放电电压会降，充电电压就会升，我不信你做出来的开关电源输出电压纹波是0，比电池还平稳的电压？那你是不是也认为开关电源输出电压有一定的纹波值就认为这是输出电压不稳的现象呢？有时间不你可以自己搭个电路用示波器看看就一清二楚了，我最近比较多事情做不能去验证这个问题，你要是测试出来波形有什么问题或者我理解错误的地方大家再一起来探讨学习

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LV.8

29

2013-07-29 09:07

@米老鼠

抱歉让你就等了，平时要工作，周末要陪老婆带孩子，时间不是很充裕。请看22贴我的回答，我说了电压肯定是会有波动的，不可能是一条直线，但是大致是维持在某一个值的附近，电容会放电，会放电就会充电，放电电压会降，充电电压就会升，我不信你做出来的开关电源输出电压纹波是0，比电池还平稳的电压？那你是不是也认为开关电源输出电压有一定的纹波值就认为这是输出电压不稳的现象呢？有时间不你可以自己搭个电路用示波器看看就一清二楚了，我最近比较多事情做不能去验证这个问题，你要是测试出来波形有什么问题或者我理解错误的地方大家再一起来探讨学习

我讨论这个问题的前提是电源已经进入稳态，不是单独看MOS开通或者关断的时间段某一点的电压趋势电流走向，因为那样连一个完整的工作周期都算不上

你说的刚好跟我思路相反，立场不一样当然理解有歧义

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LV.4

30

2013-07-29 09:55

@米老鼠

我讨论这个问题的前提是电源已经进入稳态，不是单独看MOS开通或者关断的时间段某一点的电压趋势电流走向，因为那样连一个完整的工作周期都算不上你说的刚好跟我思路相反，立场不一样当然理解有歧义

嗯，我知道了，工作、顾家，还要给我回帖子，辛苦了！

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