Construimos el circuito que se muestra en la Figura 1 y lo describe. Este circuito se puede utilizar en el mercado de la automoción. Aquí, tiene una entrada de amplio rango de 8 V a 36 V, que puede estar por encima o por debajo de la salida estable de 12 V. El mercado de la automoción prefiere la cerámica condensadores debido a su amplio rango de temperatura, larga vida útil, alta clasificación de corriente de rizado y alta confiabilidad.
Como resultado, el condensador de acoplamiento (C6) es cerámico. Esto significa que, en comparación con los condensadores electrolíticos, tiene un voltaje de CA más alto y este circuito es más sensible a una inductancia de fuga baja.
Figura 1 El convertidor SEPIC puede usar un solo interruptor para reducir o aumentar
Los dos inductores Coilcraft de 47 uH en este circuito son: una inductancia de fuga muy baja (0.5 uH) MSD1260 y una inductancia de fuga más alta (14 uH) MSC1278.
La Figura 2 muestra las formas de onda de corriente primaria de estos dos inductores. El lado izquierdo es la corriente de entrada del inductor MSC1278 (que fluye hacia el pin 1 de L1) y el lado derecho es la forma de onda de la corriente de entrada MSD1260. La corriente de izquierda es un caso general.
La corriente es principalmente la CC de su componente triangular de CA. La forma de onda de la derecha es el resultado del uso de un alto voltaje de CA del inductor acoplado y un valor de inductancia de fuga bajo. La corriente máxima es casi el doble de la corriente de entrada de CC y la corriente RMS es un 50 % mayor que en el caso de alta inductancia de fuga.
(a) Acoplado débilmente
(b) Estrechamente acoplado
Figura 2 La inductancia de fuga baja (a la derecha) genera una corriente de bucle de inductor acoplada importante
Obviamente, el uso de inductores estrechamente acoplados para el filtrado de interferencias electromagnéticas (EMI) de dichas fuentes de alimentación tendrá más problemas. La relación de corriente de entrada de CA entre estos dos diseños es aproximadamente 5:1, lo que significa que se requiere una atenuación de 14 dB. El segundo efecto de esta alta corriente de bucle es el efecto sobre la eficiencia del convertidor.
Dado que hay un 50% más de corriente RMS en la fuente de alimentación, las pérdidas de conducción serán más del doble. La Figura 3 compara la eficiencia de estos dos inductores (el resto del circuito permanece sin cambios). Al convertir de 12V a 12V, ambos resultados son muy buenos: ambos rondan el 90%. Sin embargo, la eficiencia de los inductores débilmente acoplados es de 1 a 2% mayor en el rango de carga y su resistencia de CC es la misma que la de los inductores estrechamente acoplados.
Figura 3 Debido a la menor corriente, la alta inductancia de fuga (MSC1278) produce una mayor eficiencia
En resumen, el inductor acoplado en el convertidor SEPIC puede reducir el tamaño de la fuente de alimentación y reducir el costo de la fuente de alimentación. No es necesario que los inductores estén estrechamente acoplados. De hecho, el acoplamiento estrecho aumenta la corriente en la fuente de alimentación, lo que complica el filtrado de entrada y reduce la eficiencia. La forma más sencilla de seleccionar el valor de inductancia de fuga adecuado es mediante simulación. Sin embargo, también puede estimar primero el voltaje del condensador de acoplamiento, luego establecer la corriente de ondulación permitida y, finalmente, calcular la inductancia de fuga mínima.