Nous avons construit le circuit illustré à la figure 1 et l'a décrit. Ce circuit peut être utilisé sur le marché automobile. Ici, il a une large plage d'entrée de 8V à 36V, qui peut être supérieure ou inférieure à la sortie stable de 12 V. Le marché automobile préfère la céramique Condensateurs en raison de leur large plage de températures, de leur longue durée de vie, de leur courant d'ondulation élevé et de leur grande fiabilité.
De ce fait, le condensateur de couplage (C6) est en céramique. Cela signifie que par rapport aux condensateurs électrolytiques, il a une tension alternative plus élevée et ce circuit est plus sensible à une faible inductance de fuite.
Figure 1 Le convertisseur SEPIC peut utiliser un seul commutateur pour abaisser ou augmenter
Les deux inductances Coilcraft de 47 uH dans ce circuit sont : une inductance de fuite très faible (0.5 uH) MSD1260 et une inductance de fuite plus élevée (14 uH) MSC1278.
La figure 2 montre les formes d'onde de courant primaire de ces deux inducteurs. Le côté gauche est le courant d'entrée de l'inductance MSC1278 (circulant dans la broche 1 de L1) et le côté droit est la forme d'onde du courant d'entrée du MSD1260. Le courant de gauche est un cas général.
Le courant est principalement le courant continu de sa composante alternative triangulaire. La forme d'onde de droite est le résultat de l'utilisation de la tension alternative élevée de l'inductance couplée et d'une faible valeur d'inductance de fuite. Le courant de crête est presque le double du courant d'entrée CC et le courant efficace est 50 % supérieur à celui du cas à inductance de fuite élevée.
(a) Couplage lâche
(b) Couplage serré
Figure 2 Une faible inductance de fuite (à droite) apporte un courant de boucle d'inducteur couplé important
De toute évidence, l’utilisation d’inductances étroitement couplées pour le filtrage des interférences électromagnétiques (EMI) de telles alimentations posera davantage de problèmes. Le rapport du courant d'entrée CA entre ces deux conceptions est d'environ 5:1, ce qui signifie qu'une atténuation de 14 dB est requise. Le deuxième effet de ce courant de boucle élevé est l’effet sur l’efficacité du convertisseur.
Puisqu’il y a 50 % de courant efficace en plus dans l’alimentation, les pertes de conduction feront plus que doubler. La figure 3 compare le rendement de ces deux inducteurs (le reste du circuit reste inchangé). Lors de la conversion de 12 V en 12 V, les deux résultats sont très bons : les deux se situent autour de 90 %. Cependant, l'efficacité des inducteurs faiblement couplés est de 1 à 2 % plus élevée dans la plage de charge, et leur résistance CC est la même que celle des inducteurs étroitement couplés.
Figure 3 En raison de moins de courant, une inductance de fuite élevée (MSC1278) produit un rendement plus élevé
En bref, l'inductance couplée dans le convertisseur SEPIC peut réduire la taille de l'alimentation et réduire le coût de l'alimentation. Les inducteurs n'ont pas besoin d'être étroitement couplés. En effet, un couplage serré augmente le courant dans l'alimentation, ce qui complique le filtrage d'entrée et réduit l'efficacité. Le moyen le plus simple de sélectionner la valeur d'inductance de fuite appropriée est d'utiliser la simulation. Cependant, vous pouvez également estimer d'abord la tension du condensateur de couplage, puis définir le courant d'ondulation admissible et enfin calculer l'inductance de fuite minimale.