Buck_Boost和Cuk电路仿真分析

Buck_Boost和Cuk电路仿真分析

一、Buck_Boost电路仿真

仿真电路图如下图所示：

电路参数如下：

Vs=5V，L=0.5mH，C=100μF，R=5Ω，f S=10kHz，D=0.8。

IGBT导通电阻R on=1mΩ，正向导通压降V on=0.1V，

二极管导通电阻R on=1mΩ，正向导通压降V o n=1mV。

理论计算结果如下所示：

仿真结果如下所示：

对比理论与仿真结果可以看出，二者部分存在误差，但差距不大。部分数据由于目测的原因，也存在一定的误差，但误差很小，此处不再考虑。

波形图如下所示，其中图1上半部分为I O，下半部分为V O，图二为I L，图三为I D，图4为V C。

图1

图2

图3

图4

二、Cuk电路仿真

仿真电路图如下：

电路参数如下：

Vs=5V，L1=L2=0.5mH，C1=C2=100μF，R=5Ω，f S=10kHz，D=0.8。

IGBT导通电阻R on=1mΩ，正向导通压降V on=0.1V，

二极管导通电阻R on=1mΩ，正向导通压降V o n=1mV。

理论计算结果如下所示：

V OΔV OΔV C1I O I D（I L1）ΔI L1ΔI L2

-20V0.1V 3.2V-4A16A0.8A0.8A 仿真结果如下所示：

V OΔV O V C1ΔV C1I OΔI O I D（I L1）ΔI L1I L2ΔI L2 -19.5V0.1V24.5V 3.1V-3.92A0.02A16.4A0.8A-3.9A0.8A

对比理论与仿真结果可以看出，二者部分存在误差，但差距不大。部分数据由于目测的原因，也存在一定的误差，但误差很小，此处不再考虑。

波形图如下图所示：

图1

图2

图3

其中，图1为V C1，图2上半部分为I O，下半部分为V O，图3上半部分为I D（I L1），下半部分为I L2。

三、Buck_Boost和Cuk电路的对比

1、从稳态比较

（1）Cuk电路结构复杂，需要的元件较多，相应电路的分析与调节会复杂化，Buck_Boost电路结构简单，元件少，分析也较为简单。

（2）Cuk电路与Buck_Boost电路相比，V O、I O相差不大，但是Cuk电路的

ΔV O和ΔI O都比较小，电路稳定性好。

（2）Cuk电路输入电流I D也比较稳定，波动小，对电源的要求较低，不易造成损害，Buck_Boost电路的输入电流变化剧烈，波动大，易损害电源。

（4）Cuk电路流过电感的电流较小，对电感要求较低，但是V C1较大，对电容要求较高。

2、从动态比较

Cuk电路是四阶甚至更高阶的电路，动态过程复杂，会出现超调现象，这相当于变相提高了对电感电容器件的要求，部分或全部抵消了稳态时对电感要求较低的特性。同时过渡过程较长，需要较长时间才能稳定下来。

Buck_Boost结构简单，电路阶数较低，无超调现象，稳定时间短。

总之，Buck_Boost电路和Cuk电路各有其特点，实际使用时应根据具体情况，综合考虑选用。