《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁(yè) > 電源技術(shù) > 解決方案 > 注意 SEPIC耦合電感回路電流—第1部分

注意 SEPIC耦合電感回路電流—第1部分

2011-06-20
作者:TI

  在這篇《電源設(shè)計(jì)小貼士》中,我們將確定 SEPIC 拓?fù)渲?a class="innerlink" href="http://ihrv.cn/tags/耦合電感" title="耦合電感" target="_blank">耦合電感的一些漏電感要求。在不要求主級(jí)電路和次級(jí)電路之間電氣隔離且輸入電壓高于或者低于輸出電壓時(shí),SEPIC 是一種非常有用的拓?fù)?。在要求短路電路保護(hù)時(shí),我們可以使用它來(lái)代替升壓轉(zhuǎn)換器。SEPIC 轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn)是單開關(guān)工作和連續(xù)輸入電流,從而帶來(lái)較低的電磁干擾 (EMI)。這種拓?fù)洌ㄈ鐖D 1 所示)可使用兩個(gè)單獨(dú)的電感(或者由于電感的電壓波形類似),因此還可以使用一個(gè)耦合電感,如圖所示。因其體積和成本均小于兩個(gè)單獨(dú)的電感,耦合電感頗具吸引力。其存在的缺點(diǎn)是標(biāo)準(zhǔn)電感并非總是針對(duì)全部可能的應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化。

  圖 1 SEPIC 轉(zhuǎn)換器使用一個(gè)開關(guān)來(lái)升降輸出電壓

  這種電路的電流和電壓波形與連續(xù)電流模式 (CCM) 反向電路類似。開啟 Q1 時(shí),其利用耦合電感主級(jí)的輸入電壓,在電路中形成能量。關(guān)閉 Q1 時(shí),電感的電壓逆轉(zhuǎn),然后被鉗制到輸出電壓。電容 C_AC 便為 SEPIC 與反向電路的差別所在;Q1 開啟時(shí),次級(jí)電感電流流過(guò)它然后接地。Q1 關(guān)閉時(shí),主級(jí)電感電流流過(guò)C_AC,從而增加流經(jīng) D1 的輸出電流。相比反向電路,這種拓?fù)涞囊粋€(gè)較大好處是 FET 和二極管電壓均受到 C_AC 的鉗制,并且電路中很少有振鈴。這樣,我們便可以選擇使用更低的電壓,并由此而產(chǎn)生更高功效的器件。

  由于這種拓?fù)渑c反向拓?fù)漕愃疲虼嗽S多人會(huì)認(rèn)為要求有一套緊密耦合的繞組。然而,情況卻并非如此。圖 2 顯示了連續(xù) SEPIC 的兩個(gè)工作狀態(tài),其變壓器已通過(guò)漏電感 (LL)、磁化電感 (LM) 和一個(gè)理想變壓器 (T) 建模。經(jīng)檢查,漏電感的電壓等于 C_AC 的電壓。因此,較小值 C_AC 或者較小漏電感的大 AC 電壓會(huì)形成較大的回路電流。較大的回路電流會(huì)降低轉(zhuǎn)換器的效率和 EMI 性能,而這種情況是我們所不希望出現(xiàn)的。減少這種大回路電流的一種方法是增加耦合電容 (C_AC)。但是,這樣做是以成本、尺寸和可靠性為代價(jià)的。一種更為精明的方法是增加漏電感,其在指定某個(gè)定制磁性組件的情況下可以很輕松地實(shí)現(xiàn)。

  2a)MOSFET 開啟:VLL = VC_AC - VIN = ?VC_AC(DC 部分刪除)

  2b) MOSFET 關(guān)閉: VLL = VIN + VOUT - VC_AC - VOUT = ?VC_AC (DC  部分刪除)

  圖 2a 和 2b SEPIC 轉(zhuǎn)換器的兩種工作狀態(tài)。

  漏電感的 AC 電壓等于耦合電容電壓。

  有趣的是,極少的廠商已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了這一事實(shí),并且許多廠商已經(jīng)針對(duì) SEPIC 應(yīng)用生產(chǎn)出了低漏電感的電感。另一方面,Coilcraft 擁有約 0.5 uH 漏電感的 47 uH MSD1260,同時(shí)還于最新開發(fā)出了這種設(shè)計(jì)的其他版本,其具有 10 uH 以上的漏電感,我們將在下次的《電源設(shè)計(jì)小貼士》中對(duì)其進(jìn)行介紹,敬請(qǐng)期待。

  如欲了解本文及其他電源解決方案的更多詳情,敬請(qǐng)?jiān)L問(wèn):www.ti.com.cn/power 。

  參考文獻(xiàn)

  《SEPIC 轉(zhuǎn)換器從漏電感中受益匪淺》,作者:Betten, John,PowerPulse.net, http://www.powerpulse.net/techPaper.php?paperID=153

  Coilcraft Catalog, 《MSD1260 產(chǎn)品說(shuō)明書》。

本站內(nèi)容除特別聲明的原創(chuàng)文章之外,轉(zhuǎn)載內(nèi)容只為傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點(diǎn)。轉(zhuǎn)載的所有的文章、圖片、音/視頻文件等資料的版權(quán)歸版權(quán)所有權(quán)人所有。本站采用的非本站原創(chuàng)文章及圖片等內(nèi)容無(wú)法一一聯(lián)系確認(rèn)版權(quán)者。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問(wèn)題,請(qǐng)及時(shí)通過(guò)電子郵件或電話通知我們,以便迅速采取適當(dāng)措施,避免給雙方造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。聯(lián)系電話:010-82306118;郵箱:aet@chinaaet.com。