状態1：Q1オン、D1オフ
（画像提供：Microchip）
エネルギーの経路（2つの独立したループ）
- 入力ループ：VIN → L1 → Q1 → GND
- L1はエネルギーを蓄積します。電流は直線的に増加し、VL1 = VINとなります。
- 入力インダクタは入力電流の連続性を維持し、入力リップルを最小限に抑えます。
- 出力ループ：C1 → L2 → 負荷 → C1（C1の放電ループ）
- 結合コンデンC1は、L2と負荷にエネルギーを放出します。
- L2はエネルギーを蓄積します。電流は増加し、VL2 = −（VOUT + VC1）となります。
- ダイオードD1は逆バイアスされ、オフになります。
状態2：Q1オフ、D1オン
（画像提供：Microchip）
エネルギーの経路
- 入力側：VIN → L1 → C1 → D1 → GND
- L1はエネルギーを放出し、結合コンデンサC1を充電します。
- VL1 = VIN − VC1（負の値となり、電流は減少します）
- 出力側： L2 → 負荷 → COUT → D1 → L2
- L2はフリーホイール動作を行い、エネルギーを負荷に供給します
- VL2 = −VOUT（電流は減少します）
技術的なヒント：スイッチQ1とダイオードD1は、自然に相補的な導通動作を行います。
各部品の主な機能
| 部品 | 主な機能 |
|---|---|
| L1（入力インダクタ） | 入力側でエネルギーを蓄積します。入力電流の連続性を維持し、 EMIを低減します。 |
| L2（出力インダクタ） | 出力側でエネルギーを蓄積します。出力ループ内に直列に接続され、 出力電流の連続性を維持します。これは、ブースト/バックブースト/ SEPICと比較した場合の、Cukトポロジの主な利点です。 |
| C1（結合コンデンサ） | エネルギー転送の「中継点」として機能し、Q1がオンのときは 出力側へ放電し、Q1がオフのときは入力側から充電されます。 また、入力と出力の間の直流成分を遮断します。 |
| Q1（スイッチ） | エネルギー転送のタイミングを制御し、デューティサイクルDを 決定します。 |
| D1（ダイオード） | Q1と相補的に導通し、還流経路を提供します。 |
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その他の参考文献
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