直流开关电源---cuk变换器

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1、辽宁工程技术大学课程设计前言什么是电源？佷难用一句话概括。但是，现代人谁能离得开电源？贪食住行离不开电源，文化娱乐、办工学习、科学研究、工农业生产、国防建设、教育、环境保护、医疗卫生、交通运输、照明、通讯、宇宙探索等等，哪一样能少得了电源？只要用电就离不了电源。绝大部分的电是由发电厂生产发送的，称为市电。白炽灯、电炉、交流电动机等只要接通市电就行；计算机、电视机、X光机等虽然也是打开开关就能工作，但是这些机器里面都已经做了电能变换处理，将正弦的交流市电转换成各自需要的直流电、高压电、脉冲电在无法提供市电的岛屿、车船上

2、，可以用蓄电池经过电能变换获得跟市电一样的交流电，让计算机、仪器设备等工作起来；进入太空的的卫星、飞行器，把太阳能收集起来，再经过电能变换获是需要的各种电能来维持长期运行，电能是宝贵的资源，需要珍惜和节约。近年来，电力电子技术发展迅猛，直流开关电源广泛应用于计算机、邮电通信、电力系统和航空航天领域。如今，笨重型、低效的电源装置己经被轻小型，高效电源所取代。为了实现电源装置的高性能、高效率、高可靠性，减小体积和重量，必须实现开关管的软开关，为此先后有人提出了谐振变换器、准谐振变换器和多谐振变换器、零电流开关PWM变器和

3、零电流开关PWM变换器、零电压转换PWM变换器和零电流转换PWM变换器等等。本次设计将设计直流开关电源CUK变换器让大家了解它的工作原理及其它性能。 19辽宁工程技术大学课程设计第一部分概述一、开关电源的分类现代开关电源分为直流开关电源和交流开关电源两类,前者输出质量较高的直流电,后者输出质量较高的交流电。开关电源的核心是电力电子变换器。电力电子变换器是应用电力电子器件将一种电能转变为另一种或多种形式电能的装置，按转换电能的种类，可分为四种类型：直流-直流变换器，它是一种直流电能转换成另一种或多种直流电能的变换器，是

4、直流开关电源的主要部件；逆变器，是将直流电转换为交流电的电能变换器，是交流开关电源和不间断电源UPS的主要部件；整流器，是将交流电转换为直流电的电能变换器；交交变频器，是将一频率的交流电直接转换为另一种恒定频率或可变频的交流电，或是将变频交流电直接转换为恒频交流电的电能变换器。这四类变换器可以是单向变换的，也可以是双向变换的。单向电能变换器只能将电能从一个方向输入，经变换后从另一个方向输出；双向电能变换器可实现电能的双向流动。二、直流变换器的分类19辽宁工程技术大学课程设计直流变换按输入与输出间是否有电气隔离可分为两

5、类：没有电气隔离的称为不隔离的直流变换器，有电气隔离的称为有隔离的直流变换器。不隔离的直流变换器按所用有源功率器的个数，可分为单管、双管、和四管三类。单管直流变换器有六，即降压式（BUCK）变换器、升降压式（BOOST）变换器、升降压式（BUCK/BOOST）变换器、CUK变换器、ZETA变换器和SEPIC变换器等。在这六种单管变换器中，降压式和升降式变换器是最基础的，另处四种是从中派生的。双管直流变换器有双管串接的升降压式（BUCK/BOOST）变换器。全桥直流变换器（FULL-BRIDGECONVERTER）是常

6、用的四管直流变换器。有隔离的直流变换器也可按所用有源功率器件数量来分类。单管的有正激式（FOR-WARD）和反激式（FLYBACK）两种。双管有双管正激（DOUBLETRANSISTORFORWARDCONVERTER）、双管反激（DOUBLETRANSISTORFLYBACKCONVERTER）、推挽（PUSH-PULLCONVERTER）和半桥（HALF-BRIDGECONVERTER）等四种。四管直流变换器就是全桥直流变换器（FULL-BRIDGECONVERTER）。有隔离的变换器可以实现输入与输出间电气隔离

7、，通常采用变压器实现隔离，变压器本身具有变压的功能，有利于扩大变换器的应用范围。变压器的应用还便于实现多路不同电压或多路相同电压的输出。在功率开关管电压和电流定额相同时，变换器的输出功率通常与所用开关管的数量成正比，故四管变换器的输出功率最大，而单管变换器的输出功率—小。没有隔离的变换器和有隔离的变换器组合得到单个变换器不具备的特性。按能量传递来分，直流变换器有单向和双向两种。具有双向功能的充电器在电源正常时向电池充电，一旦电源中断，它可以将电池电能返回电网，向电网短时间应急供电。直流19辽宁工程技术大学课程设计电动

8、机控制用变换器也是双向的，电动机工作时将电能从电源传递到电动机，制动时将电机电能回馈给电源。直流变换器也可分为自激式和他控式。借助于变换器本身的正反馈信号实现开关管自持周期性开关的变换器叫做自激式变换器，洛耶尔变换器是一种典型的推挽自激式变换器。他控式直流变换器中的开关器件控制信号由专门的控制电路产生。按开关管的开关条件，直流变换器可分为硬开关