BuckBoost和Cuk电路仿真分析.docx
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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
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
图2 图3
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。