應用DCVM模式工作的Cuk變換器于功率因數校正

圖9仿真波形

(a)輸入電壓vL的波形(b)輸入電流iL的波形

(c)流過電感L1的電流iL1的波形(d)流過電感L2的電流iL2的波形

圖10參數變化對THD的影響

(a)輸入電壓波形的影響(b)負載電阻值變化的影響

(c)儲能電容值變化的影響

Ein=dt=（15）

另一方面，在半個輸入電壓周期內變換器輸出的能量為：EO=（16）

由于大電容CL的存在，VO可以視為常數，假設變換器的效率為百分之百，即輸入與輸出能量相等，于是：

EO=Ein（17）

由式（15）、式（16）、式（17）可得：

VO=MVrms（18）

式中：Vrms為輸入電壓的均方根值。

4仿真結果

根據Cuk變換器工作于DCVM的條件，選擇下面的參數用專用電力電子仿真軟件PSIM進行仿真：輸入電壓vL=150sin(100πt)，輸入電感L1為950μH,輸出電感L2為350μH，電容C取0.047μF，輸出電容CL取2200μF,開關頻率fS取45kHz，開關S的占空比取0.5，負載電阻RL取10Ω。仿真所得的波形如圖9所示，其中圖9（a）表示輸入電壓vL的波形，圖9（b）表示輸入電流iL的波形，可以看出，輸入電流很好的跟蹤了輸入電壓，達到了功率因數校正的目的。圖9（c）和圖9（d）分別為流過電感L1和電感L2的電流波形，可以看出，在絕大部分時間里電流連續，從而減小了器件的電流應力。圖10（a）表示了輸入電壓峰值波動對THD的影響，從圖中可以看出，輸入電壓允許在較大范圍內波動。圖10（b）表示了負載電阻RL對THD的影響，圖10（c）表示了儲能電容C的值對THD的影響。仿真結果很好的驗證了理論分析的正確性。

5結論

本文討論了工作于DCVM模式的Cuk變換器的工作特性，從討論可以看出，工作于這種模式的Cuk變換器的平均輸入電流具有自動跟蹤輸入電壓的能力，從而使變換器的控制電路變得簡單，而且，開關管實現了零電壓關斷，從而減小了關斷損耗，另外器件的電流應力小，從而減小了器件的導通損耗，提高了變換器的效率。由于Cuk變換器易于實現輸入、輸出隔離,工作于DCVM模式的輸入輸出隔離的Cuk變換器與單端正激變換器和反激變換器相比，提高了變壓器的利用率。PSIM仿真結果驗證了理論分析的正確性。