在多種DC-DC變換器拓撲結(jié)構(gòu)中，Cuk轉(zhuǎn)換器因其獨特的電壓反相能力和低噪聲特性，成為需要將正電壓高效轉(zhuǎn)換為負電壓的理想選擇。該拓撲由Slobodan ?uk教授提出，其結(jié)構(gòu)與SEPIC相似，主要區(qū)別在于輸出開關(guān)與頂部電感位置互換，從而實現(xiàn)輸出接地的隔離，使輸入和輸出端口更為“安靜”。

如下圖所示，Cuk轉(zhuǎn)換器的輸入和輸出均通過LC濾波器接入主電路，兩個功率開關(guān)（通常為MOSFET）均連接至地。這種設(shè)計使得輸入和輸出端口不直接暴露于高頻開關(guān)節(jié)點下，顯著降低了傳導噪聲。同時，盡管存在兩個開關(guān)節(jié)點，但熱環(huán)路（即高di/dt路徑）仍需盡可能縮小物理尺寸，以抑制電磁干擾（EMI）。

值得注意的是，Cuk拓撲中的功率開關(guān)承受的總電壓應力等于VIN + |VOUT|。例如，在將36V輸入轉(zhuǎn)換為-36V輸出的應用中，開關(guān)需承受72V電壓，再加上可能的開關(guān)過沖，因此必須選擇具備足夠電壓耐受能力的器件，建議留出至少20%的安全裕量。

此外，由于Cuk拓撲可實現(xiàn)連續(xù)輸入與輸出電流，適用于對輸入紋波和輸出噪聲要求較高的系統(tǒng)，例如精密模擬電路供電、音頻設(shè)備或傳感器電源等場景。

設(shè)計要點總結(jié)：

熱環(huán)路優(yōu)化：雖然輸入與輸出端噪聲較低，但仍需最小化熱環(huán)路面積，避免高頻輻射；

開關(guān)器件選型：根據(jù)VIN與|VOUT|之和確定MOSFET或控制器的最大電壓額定值；

反饋網(wǎng)絡(luò)設(shè)計：由于輸出為負電壓，反饋路徑需考慮偏置方式及保護機制，防止異常電壓損壞控制IC；

EMI抑制策略：結(jié)合輸入/輸出濾波器設(shè)計，合理布局PCB以降低整體系統(tǒng)的EMI水平。

推薦型號及其適用場景：

LT8330：支持60V輸入/1A輸出能力，非同步升壓架構(gòu)，適合小體積、中功率Cuk應用；

LT3471：雙模式SEPIC/Cuk控制器，42V輸入/1.3A輸出，適用于多通道或復雜拓撲需求；

LT3483：超小型封裝，40V輸入/400mA輸出，專為低功耗逆變式電源設(shè)計；

LT8362：60V輸入/2A輸出，具備較高輸出能力，適用于工業(yè)級Cuk轉(zhuǎn)換器方案。

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Cuk轉(zhuǎn)換器憑借其輸入輸出噪聲低、電流連續(xù)性好等優(yōu)勢，廣泛應用于對EMI敏感的系統(tǒng)中。對于工程師而言，掌握其拓撲特性、關(guān)鍵設(shè)計要點以及合理選型是實現(xiàn)穩(wěn)定、高效負壓電源的關(guān)鍵。隨著集成化電源管理芯片的發(fā)展，未來Cuk拓撲的設(shè)計將更趨簡化，適應更多高性能應用場景。