Abbiamo costruito il circuito mostrato in Figura 1 e descritto. Questo circuito può essere utilizzato nel mercato automobilistico. Qui ha un ingresso ad ampio range da 8V a 36V, che può essere al di sopra o al di sotto dell'uscita stabile a 12V. Il mercato automobilistico preferisce la ceramica Condensatori grazie all'ampio intervallo di temperature, alla lunga durata, all'elevata corrente di ripple e all'elevata affidabilità.
Di conseguenza, il condensatore di accoppiamento (C6) è ceramico. Ciò significa che rispetto ai condensatori elettrolitici ha una tensione CA più elevata e questo circuito è più sensibile alla bassa induttanza di dispersione.
Figura 1 Il convertitore SEPIC può utilizzare un singolo interruttore per buck o boost
I due induttori Coilcraft da 47 uH in questo circuito sono: un'induttanza di dispersione molto bassa (0.5 uH) MSD1260 e un'induttanza di dispersione più elevata (14 uH) MSC1278.
La Figura 2 mostra le forme d'onda della corrente primaria di questi due induttori. Il lato sinistro è la corrente di ingresso dell'induttore MSC1278 (che scorre nel pin 1 di L1) e il lato destro è la forma d'onda della corrente di ingresso dell'MSD1260. La corrente a sinistra è un caso generale.
La corrente è principalmente la CC della sua componente triangolare CA. La forma d'onda a destra è il risultato dell'utilizzo dell'elevata tensione CA dell'induttore accoppiato e di un basso valore di induttanza di dispersione. La corrente di picco è quasi il doppio della corrente di ingresso CC e la corrente RMS è superiore del 50% rispetto al caso di induttanza ad alta dispersione.
(a) Debolmente accoppiato
(b) strettamente accoppiato
Figura 2 L'induttanza di dispersione bassa (a destra) porta una forte corrente di circuito dell'induttore accoppiato
Ovviamente, l'utilizzo di induttori strettamente accoppiati per il filtraggio delle interferenze elettromagnetiche (EMI) di tali alimentatori presenterà più problemi. Il rapporto della corrente di ingresso CA tra questi due modelli è di circa 5:1, il che significa che è necessaria un'attenuazione di 14 dB. Il secondo effetto di questa elevata corrente di anello è l'effetto sull'efficienza del convertitore.
Poiché nell'alimentatore è presente il 50% in più di corrente RMS, le perdite di conduzione saranno più che raddoppiate. La Figura 3 confronta l'efficienza di questi due induttori (il resto del circuito rimane invariato). Quando si converte da 12 V a 12 V, entrambi i risultati sono molto buoni, entrambi intorno al 90%. Tuttavia, l'efficienza degli induttori ad accoppiamento lasco è superiore dall'1 al 2% nell'intervallo di carico e la resistenza CC è uguale a quella degli induttori ad accoppiamento stretto.
Figura 3 A causa della minore corrente, l'elevata induttanza di dispersione (MSC1278) produce una maggiore efficienza
In breve, l'induttore accoppiato nel convertitore SEPIC può ridurre le dimensioni dell'alimentatore e ridurre il costo dell'alimentatore. Gli induttori non devono essere strettamente accoppiati. Infatti, l'accoppiamento stretto aumenta la corrente nell'alimentatore, il che complica il filtraggio in ingresso e riduce l'efficienza. Il modo più semplice per selezionare il valore di induttanza di dispersione appropriato è utilizzare la simulazione. Tuttavia, è anche possibile stimare prima la tensione del condensatore di accoppiamento, quindi impostare la corrente di ripple consentita e infine calcolare l'induttanza di dispersione minima.