简 介本文通过LTSpice仿真分析了电感耦合Cuk反向电源电路的工作原理。该电路采用LTC3704芯片和双线圈耦合结构具有高转换效率和大输出电流特性。仿真结果显示在理想耦合系数下输出电压波动极小即使减小滤波电容仍能保持稳定波形。当耦合系数降至0.9时输出出现明显波动需增大滤波电容来抑制。调整MOS管栅极驱动占空比可改变输出电压验证了电磁平衡原理。研究表明双电感耦合结构能有效减小输出纹波为后续实际电路测试提供了理论依据。关键词CUK电感耦合电源反转电感耦合CUK反向电源电路01【电感耦合Cuk电源】一、背景介绍昨天在手边的这款 FPGA 实验电路板上看到了这个基于LTC3704集成芯片的正负电源转换电压电路。 这个电路呢采用了特殊的电感耦合电源变换结构。 这种结构在之前自己的应用电路中呢没有采用过 可以看到它本身就有很高的转换效率和比较大的输出电流 特别是其中它采用了双线圈耦合方式。 能够极大的减小输出电流的波形。 那下面我们通过LTSpice对这个电路进行仿真 从而学习一下这个电路本身工作的原理。二、仿真结果在这里利用LTSpice 电路仿真软件搭建了电感耦合转换电路。 输入振荡信号采用电压源V2 提供500K赫兹占空比为50%的方波信号。 控制摩丝管M1的开关 上面两个线圈它们的线圈电感为33uH。 使用开指令说明它们之间相互耦合 这里呢它们对应的同名端是在下面。 负载使用100欧姆的电阻。 下面我们观察摩斯管的漏极 整流栅极二极管D1以及输出负载上的电压信号 将波形展开可以看到它们之间的相位关系。 此时虽然我们的输入信号是占空比为50%的震荡信号 但是我们能看到摩斯管导通时间要比截止时间要大 也就是上面绿色信号对应的MOS管漏极信号 它低电平占的比例比较大 此时对应的负载电压信号为6.7伏左右。为了观察一下双线圈耦合结构中 输出电压波形中间的波动信号具有很强的抑制作用。 我们将负载上滤波电容C2的容值改为一纳法。 观察负载上它对应的电压信号 很神奇的是会看到负载电压R1上的电压信号仍然为水平的。 这样的一个电压波形 就意味着它旁边并联的滤波电容 实际上在此时并没有起滤波作用。 在这种情况下因为我们使用的L1、L2 两个耦合电容之间是现在作为是理想的耦合系数为1.0。 接下来我们修改两个线圈之间的耦合系数 将它的值减小到0.9左右 这符合实际线圈两个绕组之间的耦合系数 此时可以看到 在输出负载上的电压信号出现了波动 滤波电容的减小使得负载上的波动大为增加了。 那么如果我们增加负载滤波电容C2的容值 可以很好的消除这种波动。接下来修改摩斯管栅极驱动电压的占空比 观察一下对于输出电压信号的改变。 现在将输入信号的占空比修改为三分之二 摩斯开关管它导通的时间是截止时间的两倍 按照定感中电磁平衡原理 此时耦合电容C1上的电压应该是电源电压的三倍。 对应的电压输出是电源电压反向辅助幅度变成工作电源电压的两倍。※总结 ※本文分析了电感耦合反向电路的工作基本原理。 观察到电路中关键节点电压波形 让我们了解到其中电路的运行方式。 特别是在电路中可以看到 正是由于采用了双电感耦合方式 在理想情况下使得输出电压波动达到最小。 那么后面呢我们使用手边的元器件搭建实际电路测试一下 查看一下这个电路本身工作的实际波形以及电路转换效率。■ 相关文献链接:电感耦合CUK反向电源电路-CSDN博客