电源设计小贴士33: 注意SEPIC耦合电感回路电流——第2部分
在这篇《电源设计小贴士》中,我们继续《电源设计小贴士#32—第
1部分》的讨论,即如何确定
SEPIC拓扑中
耦合电感的漏电感要求。前面,我们讨论了耦合电容器
AC电压被施加于
耦合电感漏电感的情况。漏电感电压会在电源中引起较大的回路电流。在
第
2
部分中,我们将介绍利用松散
耦合电感和紧密耦合电感所构建电源的一些测量结果。
我们构建起如图
1所示电路,并对其进行描述。该电路可在汽车市场获得应用。这里,其拥有一个
8V到
36V的宽范围输入,可以为稳定
12-V输出以上或者以下。汽车市场更喜欢使用陶瓷电容器,原因是其宽温度范围、长寿命、高纹波电流额定值和高可靠性。结果,耦合电容器 (C6) 便为陶瓷的。这就意味着,相比电解电容器,它拥有较高的
AC电压,同时这种电路会对低漏电感值更加敏感。
![](http://m.amcfsurvey.com/uphotos/fetch/20170417/347192_1_0.jpg)
图
1SEPIC
转换器可利用一个单开关降压或者升压
该电路中的两个
47 uH Coilcraft电感分别为:一个非常低漏电感 (0.5 uH) 的MSD1260,以及一个较高漏电感 (14 uH) 的MSC1278。
图
2显示了这两个电感的一次电流波形。左边为
MSC1278电感的输入电流(流入
L1的引脚
1),而右边为MSD1260 输入电流波形。左边的电流为一般情况。电流主要为其三角
AC分量的
DC。右边的波形为利用耦合电感的高
AC电压以及一个低漏电感值所得到的结果。峰值电流几乎为
DC输入电流的两倍,而
RMS电流比高漏电感情况多出
50%。
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![]() |
(a)松散耦合 | (b)紧密耦合 |
图
2
低漏电感(右边)带来严重的耦合电感回路电流
很明显,利用紧密耦合电感对这种电源进行电磁干扰 (EMI) 滤波会存在更多的问题。这两种设计之间的
AC输入电流比约为
5:1,也就是说还需要
14 dB的衰减。这种高回路电流产生的第二个影响是对转换器效率的影响。由于电源中多出了
50%的RMS电流,传导损耗将会增加一倍以上。
图
3将这两种电感的效率进行了比较(电路其它部分保持不变)。12V 到
12V转换时,两种结果都很不错——都在90%左右。但是,松散耦合电感在负载范围得到的效率高出
1到
2个百分点,而它的
DC电阻与紧密耦合电感是一样的。
![](http://m.amcfsurvey.com/uphotos/fetch/20170417/347192_1_3.jpg)
图
3
由于更少的电流,高漏电感
(
MSC1278
)
产生更高的效率
总之,
SEPIC转换器中的耦合电感可以缩小电源的体积,降低电源的成本。电感并不需要紧密耦合。实际上,紧密耦合会增加电源内的电流,从而使输入滤波复杂化并降低效率。选择合适漏电感值的最简单方法是利用模拟。但是,您也可以先估算出耦合电容器的电压,然后设置允许纹波电流,最后计算得到最小漏电感。
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参考文献
Betten, John; 《SEPIC
转换器受益于漏电感》,PowerPulse.net。
本文引用地址://m.amcfsurvey.com/article/201706/347192.htm
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