CUK 变换器 CCM 工作波形完整解析：PWM、VSW、VD、IL1、IL2 一文讲透

作者: Alan Yang

CUK 原理图

核心节点与器件：

1. V_IN：直流输入电压
2. L₁：输入电感；L₂：输出电感
3. C₁：飞跨耦合电容（能量传输核心）
4. Q₁：主开关管（MOS/GaN，低边接地开关）
5. V_SW：开关节点（Q₁漏极、L₁右端、C₁左端）
6. D₁：续流肖特基二极管
7. V_D：二极管阳极节点（C₁右端、D₁阳极、L₂左端）
8. V_OUT：输出电压，天然负极性 V_OUT<0

理想 CCM 电压传输公式：

D = PWM 占空比。

二、波形解析 (CCM模式)

典型波形

下图展示了 V_SW、V_D、I_L1、I_L2 和 PWM 的典型波形关系。

波形自上而下：PWM、V_SW、V_D、I_L1、I_L2

1. PWM（紫色）

主开关 Q₁栅极驱动信号

1. 高电平：Q₁导通
2. 低电平：Q₁关断
3. V_SW（青色，开关节点电压）
4. Q₁导通：V_SW ≈ 0V
5. Q₁关断：节点电压跃升至 V_IN+|V_OUT|

工程结论：Q₁稳态漏源电压应力 V_DS(max)=V_IN+|V_OUT|。

1. V_D（黄色，二极管阳极电位）
2. Q₁导通：二极管反向截止，电位维持 -(V_IN+|V_OUT|)
3. Q₁关断：二极管正向导通，V_D≈0V

工程结论：D₁稳态反向耐压 V_R(max)=V_IN+|V_OUT|，与主开关管应力一致。

1. I_L1（蓝色，输入电感电流）

全程大于 0，工作在 CCM：

1. Q₁导通：L₁储能，电流线性上升
2. Q₁关断：L₁释能，电流线性下降

输入电流连续，输入端纹波电流小，EMI 优于 SEPIC、传统 Buck-Boost。

1. I_L2（绿色，输出电感电流，串联负载）
2. Q₁导通：耦合电容 C₁放电，I_L2线性上升
3. Q₁关断：L₂自续流向负载供电，电流线性下降

技术小贴士： 负载电流全程连续 ，电流纹波低，是Ćuk 用于 LED 驱动的核心优势，可以抑制频闪。

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