Ćuk變換器

Ćuk變換器是一種低漣波電流的降壓-升壓變換器。 ^[1] Ćuk變換器可以被視為增壓轉換器和降壓轉換器的組合，通過一個開關器件和一個互電容來耦合能量。

不同架構電源變換器的比較，從上到下分別是降壓變換器、升壓變換器、降壓-升壓變換器和Ćuk變換器，左側是輸入電源，右側是輸出的負載。其功率開關元件可以是MOSFET，IGBT或BJT

與具有反相布局的降壓-升壓變換器類似，非隔離式轉換器的輸出電壓通常是反相的，相對於輸入電壓具有更低或更高的值。雖然DC-DC轉換器通常使用電感器作為主要儲能元件，但Ćuk變換器使用電容器作為主要儲能元件。它是以加州理工學院的斯洛博丹·邱克（英語：Slobodan Ćuk）（Slobodan Ćuk）的名字命名的，他首先提出了該設計^[2]。

非隔離式Ćuk變換器

非隔離式Ćuk變換器在基礎形式上有一些變化。例如，數個線圈可以共用一個電感，這可以降低輸出紋波並提昇效率。由於功率傳輸通過電容器連續流動，因此這種類型開關的電磁輻射最小。通過二極管和開關，該轉換器允許能量雙向流動。

運作原理

非隔離式Ćuk變換器裡包括兩個電感元件、兩個電容器、一個功率元件（多半是晶體管）以及一個二極體。其線路圖如圖1。非隔離式Ćuk變換器是反相轉換器，在輸入電壓為正值時，其輸出電壓為負值。

此變換器主要的優點是輸入電流和輸出電流都是連續電流，其主要缺點是開關上會承受很大的電流應力^[3]。

圖1：Ćuk變換器的線路圖

電容器C₁的作用是能量轉換，電路會透過電晶體和二極體的切換，讓電容器在變換器的輸入側和輸出側之間進行切換。

兩個電感器L₁和L₂用來將輸入電壓源（V_s）和輸出電壓（V_o）轉換為電流源。在短時間內，電感會將電流維持在定值，因此可以視為是電流源。此轉換是必要的，因為若將電容器直接連接到電壓源，其電流會只受電容器的雜散電阻限制，造成大的能量損失。用電流源（電感器）為電容器充電，可以避免電阻性的電流限制，以及對應的能量損失。

Ćuk變換器可以在連續電流模式或不連續電流模式下運作，這點和其他變換器（降壓變換器、升壓變換器, 降壓-升壓變換器）類似。但Ćuk變換器可以運作在不連續電壓模式（在換相過程中，電容器兩端電壓可以為零），這是其他變換器沒有的功能。

隔離式Ćuk變換器

專利

• 美國專利4257087,^[4] filed in 1979, "DC-to-DC switching converter with zero input and output current ripple and integrated magnetics circuits"，發明人Slobodan Ćuk。
• 美國專利4274133,^[5] filed in 1979, "DC-to-DC Converter having reduced ripple without need for adjustments"，發明人Slobodan Ćuk和R. D. Middlebrook。
• 美國專利4184197,^[6] filed in 1977, "DC-to-DC switching converter"，發明人Slobodan Ćuk和R. D. Middlebrook。