耦合电感 SEPIC 转换器的优势
2页1、耦合电感SEPIC转换器的优势单端初级电感转换器(SEPIC)能够通过一个大于或者小于调节输出电压的 输入电压工作。除能够起到一个降压及升压转换器的作用以外,SEPIC还具有 最少的有源组件、一个简易控制器和钳位开关波形,从而提供低噪声运行。看 是否使用两个磁绕组,是我们识别SEPIC 的一般方法。这些绕组可绕于共用 铁芯上,其与耦合双绕组电感的情况一样,或者它们也可以是两个非耦合电感 的单独绕组。设计人员通常不确定哪一种方法最佳,以及两种方法之间是否存 在实际差异。本文对每种方法进行研究,并讨论每种方法对实际SEPIC 设计 产生的影响。电路运行图1显示了耦合电感的基本SEPIC。当FET (Q1)开启时,输入电 压施加于初级绕组。由于绕组比为 1: 1,因此次级绕组也被施加了一个与输 入电压相等的电压;但是,由于绕组的极性,整流器(D1)的阳极被拉负,并 被反向偏置。整流器偏颇关闭,要求输出电容在这种导通时间期间支持负载, 从而强迫AC电容(CAC)充电至输入电压。Q1开启时,两个绕组的电流为 Q1到接地,而次级电流流经AC电容。导通时间期间总FET电流为输入电 流和输出次级电流的
2、和。FET关闭时,绕组的电压反向极性,以维持电流。整流器导电向输出端提供 电流时,次级绕组电压现在被钳位至输出电压。通过变压器作用,它对初级绕 组的输出电压进行钳位。FET的漏极电压被钳位至输入电压加输出电压。FET 关闭时间期间,两个绕组的电流流经D1至输出端,而初级电流则流经AC 电容。伏-微秒平衡耦合电感由两个非耦合电感代替时,电路运行情况类似。要让电 路正确运行,必须在每个磁芯之间维持伏-微秒平衡。也就是说,对于两个非耦 合电感而言,在FET导通和关闭时间期间,每个电感电压和时间的积必须大小 相等,而极性相反。通过代数方法表明,非耦合电感的AC电容电压也被充电 至输入电压。在 FET关闭时间期间,输出端电感被钳位至输出电压,其与耦 合电感的次级绕组一样。在FET导通时间期间,AC电容在电感施加一个与输 入电压相等但极性相反的电势。每间隔时间,对电感定义电压进行钳位,这样 伏-微秒平衡便决定了占空比(D)的大小。其在连续导通模式(CCM)运行时, 可简单表示为:FET导通时,施加于输入端电感的电压等于输入电压。FET关 闭时,伏-微秒平衡通过钳位其VOUT来维持。记住,FET导通时,输入电压 施加于两个电感;FET 关闭时,输出电压施加于两个电感。两个非耦合电感 SEPIC的电压和电流波形,与耦合电感版本的情况非常类似,以至于很难分辨 它们。两个还是一个?如果SEPIC类型之间确实存在少许的电路运行差异的话, 那么我们应该使用哪一种呢?我们通常选择使用耦合电感,是因其更少的组件 数目、更佳的集成度以及相对于使用两个单电感而言更低的电感要求。然而, 高功率现货耦合电感有限的选择范围,成为摆在广大电源设计人员面前的一个 难题。如果他们选择设计其自己的电感,则必须规定所有相关电参数,并且必 须面对更长的交货时间问题。耦合电感 SEPIC 可受益于漏电感,其可降低 AC电流损耗。耦合电感必须具有1: 1的匝数比,以实施伏-微秒平衡。选择 使用两个单独的非耦合电感,一般可以更广泛地选择许多现货组件。由于并不 要求每个电感的电流和电感完全相等,因此可以选择使用不同的组件尺寸,从 而带来更大的灵活性。方程式1到3表明了耦合电感和非耦合电感的电感计算过程。tips:感谢大 家的阅读,本文由我司收集整编。仅供参阅!
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