如果將降壓（Buck）變換電路和升壓（Boost）變換電路的拓撲結(jié)構(gòu)進行對偶變換，即Boost變換電路和Buck變換電路串聯(lián)在一起得到一種新的電路拓撲結(jié)構(gòu)——丘克（CUK）變換電路，如圖1所示。

前期講到，升降壓（Buck-Boost）變換電路中，輸入電流和輸出電壓都是脈動的。而Cuk變換電路的輸入和輸出均有電感，增加電感的值，可以使交流紋波電流的值任意小，但是在實際中可能比較難以實現(xiàn)。Cuk電路中的兩個電感之間沒有耦合，也可以有耦合，耦合電感可以進一步減小電流脈動量。，理論上可以實現(xiàn)“零紋波”。這就是DC/DC丘克（Cuk）變換電路的特點。

通過控制開關管T占空比的大小，可以實現(xiàn)輸出電壓高于、等于或低于輸入電壓，這和升降壓（Buck-Boost）變換電路是一樣的。

丘克（Cuk）變換電路無論開關管T是否導通，都存在兩個環(huán)路，也都進行能量的儲存和傳遞，如圖2和圖3所示。

在開關管T導通期間，輸入輸出環(huán)路如圖2所示，二極管D因承受反向電壓而截止，輸入環(huán)路電流i1給電感L1儲能，電容C1放電給電感L2儲能，并供給負載電阻R。開關管流過電流為之和為iT=i1+i2。

在開關管T截止期間，二極管D承受正向電壓導通，輸入輸出環(huán)路如圖3所示。電源和電感L1釋放能量給電容C1充電，同時電感L2釋放電流i2維持負載，此時電流流過二極管D的電流是輸入輸出電流之和，既iD=i1+i2。

綜上分析，無論開關管是否導通，Cuk變換電路都從輸入端向輸出端傳遞功率。在T關斷期間，電容C1充電，在T導通期間，電容C1向負載放電，可見電容C1起到傳遞能量的作用。

Cuk變換電路同樣有三種工作狀態(tài)：連續(xù)導電狀態(tài)、不連續(xù)導電狀態(tài)以及臨界狀態(tài)。不連續(xù)導電可理解為流過二極管的電流斷續(xù)。在分析連續(xù)導電狀態(tài)時，所需假設與Buck電路，Boost電路一致，同時還需假設電容C1的容量很大。變換電路穩(wěn)態(tài)工作時忽略電容C1上的電壓紋波，認為其電壓恒為Uc1，穩(wěn)態(tài)時的電感L1和電感L2的電壓平均值為0，則在有Uc1=Us+Uo。下面對開關管導通和截止進行具體

開關管導通時，環(huán)路1中電感L1的增加量

環(huán)路2中電感L2的增加量

開關管截止時，環(huán)路1中電感L1的減少量

環(huán)路2中電感L2的減少量

因為電流穩(wěn)態(tài)狀態(tài)時，電感電流波動的平均值為零，既

得到Cuk變換電路的電壓增益表達式為

分析：當占空比D=0.5，輸出電壓Uo等于輸入電壓Us；

當占空比D<0.5，輸出電壓Uo小于輸入電壓Us，實為降壓器；

當占空比D>0.5,輸出電壓Uo大于輸入電壓Us，實為升壓器。

假定輸入功率和輸出功率是相等的，則有

計算電感值

當電路工作狀態(tài)處于臨界狀態(tài)時，有

聯(lián)立方程

得電感L1和電感L2的表達式為

注意：Cuk變換電路和Buck-Boost變換路相比，其有點是輸入輸出電流都是無紋波的，從而降低了對外部濾波器的要求，但也有缺點，則是需要有足夠大的儲能電容C1。

實驗仿真

技術指標：輸入電壓20V，輸出電壓在5伏到30V之間。

1）輸出電壓5V

2）輸出電壓30V

通過分析丘克（Cuk）變換電路的仿真實驗結(jié)果，可以看到丘克變換電路既可以實現(xiàn)降壓效果，也可以實現(xiàn)升壓效果，最重要的是產(chǎn)生的紋波電壓非常小。