【电力电子】Cuk仿真电路

【仅供参考】

【2022.11西南交大电力电子仿真】

参考博客：

[1] Cuk电路的参数计算及仿真_cuk电路参数计算-CSDN博客

目录

1 仿真电路搭建及波形记录

1.1 DCM工作模式

1.2 CCM工作模式

?2 PI控制器的设计

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1 仿真电路搭建及波形记录

????????仿真要求：建立输入24V、输出5V、额定功率100W的Cuk变换器仿真电路，分析开关器件、电感和二极管在连续和不连续工作模式下的电压、电流波形。

1.1 DCM工作模式

????????根据输出电流电压一般情况下的纹波要求，通过计算，确定元器件选型；根据输出电压和输入电压关系，确定开关管门极电压PWM波的占空比。

? ? ? ? 根据代码[1]

clear;clc;
 
Vin = 24; %输入电压单位V
Vout = 5; %输出电压单位V
Fs = 100000; %开关频率单位Hz
Iout = 20; %输出电流单位A
DeltaIin = 0.2; %输入电流纹波单位A
DeltaIout = 0.2; %输出电流纹波单位A
DeltaVc = 0.01; %输出电压纹波单位V
 
Ts = 1/Fs; %开关周期
duty = Vout / (Vout+Vin);
L1 = (Vin * duty * Ts) / DeltaIin;
L2 = (Vin * duty * Ts) / DeltaIout;
C1 = (Iout * duty * Ts) / DeltaVc;
C2 = (DeltaIout * Ts) / ( 8 * DeltaVc);
 
duty = duty * 100; %单位%
Ts = Ts * 10^6; %单位us
L1 = L1 * 10^6; %单位uH
L2 = L2 * 10^6; %单位uH
C1 = C1 * 10^6; %单位uF
C2 = C2 * 10^6; %单位uF
 
fprintf('duty  = %.1f%%\n',duty);
fprintf('Ts	  = %.1fus\n',Ts);
fprintf('L1	  = %.1fuH\n',L1);
fprintf('L2	  = %.1fuH\n',L2);
fprintf('C1	  = %.1fuF\n',C1);
fprintf('C2	  = %.1fuF\n',C2);

????????可得（注意！！！因用代码得到的数值跑出的仿真不甚理想，故对数值进行了调整）：占空比duty = 17.24%，开关管导通关断频率 = 10000Hz，电感L1 = 133uH，电感L2 = 133uH，C1 = 4700uF，C2 = 3300uF。通过8通道Scope示波器模块，可观测到开关器件、电感和二极管在连续工作模式下的电压、电流波形如图：

????????根据仿真结果，输出电压稳定在-5.025V附近，输出功率稳定在101W附近。与理论值相差均不超过5％。

1.2 CCM工作模式

????????基于CCM工作模式下元器件选型，仅改变将电感L1改变为1uH、电感L2改变为1H。可观测到开关器件、电感和二极管在连续工作模式下的电压、电流波形如图：

?2 PI控制器的设计