直流斬波電路有Buck電路、Boost電路、Buck-Boost電路、Cuk電路以及Sepic電路以及Zeta電路。Buck電路只有降壓功能，Boost電路只有升壓功能，所以這兩個(gè)電路應(yīng)用范圍相對(duì)比較窄。Buck-Boost電路綜合了Buck和Boost電路的特點(diǎn)，具有升降壓的功能，但是這種電路突出的缺點(diǎn)就是其效率比較低。為了替代Buck-Boost電路，后來又出現(xiàn)了一種Cuk電路，它具有升、降壓的功能，而且變換器效率也比較高，因此得到了廣泛的應(yīng)用。廣泛用于通信交換機(jī)、計(jì)算機(jī)及手機(jī)等電子設(shè)備的開關(guān)電源等領(lǐng)域，其中Buck電路只能降壓，而Sepic電路和Zeta電路只應(yīng)用在一些特殊的場(chǎng)合，相對(duì)前面四種電路，應(yīng)用比較少。

1、Cuk斬波電路的工作原理介紹

1.1、工作過程分析

Cuk斬波電路是一種輸出電壓可大于或小于輸入電壓的直流變換器。其主電路圖和等效電路圖分別如圖1（a）和（b）所示，Cuk變換器的主電路由電源E、全控型器件IGBT、電感L1和L2、電容C、負(fù)載電阻R及二極管VD構(gòu)成。E為輸入直流電壓，U0為輸出直流電壓。

圖1 ?Cuk斬波電路圖及等效電路

該電路的基本工作原理是：當(dāng)斬波開關(guān)V處于通態(tài)時(shí)，E-L1-V回路和R-L2-C-V回路分別流過電流。輸入端E向電感L1提供能量，導(dǎo)致電感電流L1上升。同時(shí)，電容C向負(fù)載R和L2提供能量，電容C上的負(fù)電壓使二極管VD承受反向電壓而關(guān)斷。當(dāng)斬波開關(guān)VT處于斷開狀態(tài)時(shí)，E-L1-C-VD回路和R-L2-VD回路分別流過電流，電源E和電感L1的反電動(dòng)勢(shì)共同給電容C充電，同時(shí)二極管VD正偏而導(dǎo)通，L2經(jīng)VD向負(fù)載R提供能量。該電路的等效電路如圖1（b）所示，相當(dāng)于開關(guān)S在A、B兩點(diǎn)之間交替切換。

1.2、輸出電壓推導(dǎo)過程分析

為計(jì)算分析方便，假設(shè)IGBTV和二極管VD為理想器件，沒有開關(guān)損耗。此外電容C的值視為無窮大，使得電壓的脈動(dòng)很小，電壓輸出為一條直線。在圖1所示的Cuk電路中電容C的電流在一周期內(nèi)的平均值應(yīng)為零，也就是其對(duì)時(shí)間的積分為零，即

在圖1（b）的等效電路中，開關(guān)S合向B點(diǎn)的時(shí)間即V處于通態(tài)的時(shí)間為ton，則電容電流和時(shí)間的乘積為I2ton。開關(guān)S合向A點(diǎn)的時(shí)間為V處于斷態(tài)的時(shí)間toff，則電容電流和時(shí)間的乘積為I1toff。由此可得由開關(guān)分別在A、B兩點(diǎn)時(shí)，電容和電流的乘積相等得：

當(dāng)電容C值很大使電容電壓UC的脈動(dòng)足夠小時(shí)，輸出電壓U0與輸入電壓E的關(guān)系可以用以下方法求得。當(dāng)開關(guān)S合到B點(diǎn)時(shí)，B點(diǎn)電壓UB=0，A點(diǎn)電壓UA=-UC;相反，當(dāng)S合到A點(diǎn)時(shí)，UB=UC，UA=0。因此，B點(diǎn)電壓UB的平均值為UB=（toff/T）UC，又因電感L1的電壓平均值為零，所以E=UB=（toff/T）UC。另一方面，A點(diǎn)電壓平均值為UA=-（ton/T）當(dāng)電容C值很大使電容電壓UC的脈動(dòng)足夠小時(shí)，而且L2電壓平均值為零，按照?qǐng)D1（a）中輸出電壓U0的極性有U0=（ton/T）UC，于是得到輸出電壓與電源電壓E的關(guān)系。

從式（4）可以看出，Cuk電路可以改變?chǔ)恋娜≈担瑥亩玫礁哂谳斎腚妷篍或者低于輸入電壓E。這一輸入輸出關(guān)系與升降壓斬波電路完全相同，但L電路的明顯優(yōu)點(diǎn)是其輸入電源電流和輸出負(fù)載電流都是連續(xù)的，沒有階躍變化，有利于對(duì)輸入輸出進(jìn)行濾波。