Wir haben das gebaut Schaltung in Abbildung 1 dargestellt und beschrieben. Diese Schaltung kann im Automobilmarkt verwendet werden. Hier hat es einen Weitbereichseingang von 8V bis 36V, der über oder unter dem stabilen 12-V-Ausgang liegen kann. Der Automobilmarkt bevorzugt Keramik Kondensatoren aufgrund ihres großen Temperaturbereichs, ihrer langen Lebensdauer, ihres hohen Welligkeitsstroms und ihrer hohen Zuverlässigkeit.
Daher besteht der Koppelkondensator (C6) aus Keramik. Dies bedeutet, dass er im Vergleich zu Elektrolytkondensatoren eine höhere Wechselspannung aufweist und diese Schaltung empfindlicher auf niedrige Streuinduktivitäten reagiert.
Abbildung 1 Der SEPIC-Wandler kann einen einzigen Schalter zum Abwärts- oder Aufwärtsschalten verwenden
Die beiden 47 uH-Coilcraft-Induktivitäten in dieser Schaltung sind: ein MSD0.5 mit sehr niedriger Streuinduktivität (1260 uH) und ein MSC14 mit höherer Streuinduktivität (1278 uH).
Abbildung 2 zeigt die Primärstromwellenformen dieser beiden Induktivitäten. Die linke Seite ist der Eingangsstrom des MSC1278-Induktors (der in Pin 1 von L1 fließt) und die rechte Seite ist die Wellenform des MSD1260-Eingangsstroms. Der Strom auf der linken Seite ist ein allgemeiner Fall.
Der Strom ist hauptsächlich der Gleichstrom seiner dreieckigen Wechselstromkomponente. Die Wellenform rechts ist das Ergebnis der Verwendung der hohen Wechselspannung der gekoppelten Induktivität und eines niedrigen Streuinduktivitätswerts. Der Spitzenstrom ist fast doppelt so hoch wie der DC-Eingangsstrom und der Effektivstrom ist 50 % höher als bei hoher Streuinduktivität.
(a) Locker gekoppelt
(b) Fest gekoppelt
Abbildung 2 Niedrige Streuinduktivität (rechts) führt zu starkem Schleifenstrom der gekoppelten Induktivität
Offensichtlich wird die Verwendung eng gekoppelter Induktivitäten zur Filterung elektromagnetischer Störungen (EMI) bei solchen Netzteilen größere Probleme mit sich bringen. Das Wechselstrom-Eingangsstromverhältnis zwischen diesen beiden Bauformen beträgt etwa 5:1, was bedeutet, dass eine Dämpfung von 14 dB erforderlich ist. Der zweite Effekt dieses hohen Schleifenstroms ist die Auswirkung auf den Wirkungsgrad des Wandlers.
Da im Netzteil 50 % mehr Effektivstrom vorhanden ist, verdoppeln sich die Leitungsverluste mehr als. Abbildung 3 vergleicht die Effizienz dieser beiden Induktivitäten (der Rest der Schaltung bleibt unverändert). Bei der Umstellung von 12V auf 12V sind beide Ergebnisse sehr gut, beide liegen bei etwa 90%. Allerdings ist der Wirkungsgrad lose gekoppelter Induktivitäten im Lastbereich um 1 bis 2 % höher und ihr Gleichstromwiderstand ist der gleiche wie bei eng gekoppelten Induktivitäten.
Abbildung 3 Aufgrund des geringeren Stroms erzeugt eine hohe Streuinduktivität (MSC1278) einen höheren Wirkungsgrad
Kurz gesagt, die gekoppelte Induktivität im SEPIC-Wandler kann die Größe des Netzteils reduzieren und die Kosten des Netzteils senken. Die Induktoren müssen nicht fest gekoppelt sein. Tatsächlich erhöht eine enge Kopplung den Strom in der Stromversorgung, was die Eingangsfilterung erschwert und die Effizienz verringert. Der einfachste Weg, den geeigneten Streuinduktivitätswert auszuwählen, ist die Simulation. Sie können aber auch zuerst die Spannung des Koppelkondensators abschätzen, dann den zulässigen Ripplestrom einstellen und schließlich die minimale Streuinduktivität berechnen.