טיפים לתכנון ספק כוח: שימו לב לזרם לולאת משרן מצמוד SEPIC-חלק 1

ב"טיפים לתכנון ספק כוח" זה, נקבע כמה דרישות השראות דליפה עבור משרנים מצמודים בטופולוגיית SEPIC.
SEPIC היא טופולוגיה שימושית מאוד כאשר לא נדרש בידוד חשמלי בין המעגלים הראשוניים והמשניים ומתח הכניסה גבוה או נמוך ממתח המוצא. כאשר נדרשת הגנה מפני קצר חשמלי, נוכל להשתמש בה כדי להחליף את ממיר החיזוק.
ממיר SEPIC מאופיין בפעולה עם מתג בודד וזרם כניסה רציף, וכתוצאה מכך להפרעות אלקטרומגנטיות (EMI) נמוכה יותר. טופולוגיה זו (המוצגת באיור 1) יכולה להשתמש בשני משרנים נפרדים (או בגלל שצורות גל המתח של המשרנים דומות), אז אתה יכול להשתמש גם במשרנים משרן, כפי שמוצג באיור.
מכיוון שהגודל והעלות שלו קטנים משני משרנים נפרדים, משרנים משולבים הם די אטרקטיביים. החיסרון הוא שמשרנים סטנדרטיים לא תמיד מותאמים לכל היישומים האפשריים.

טיפים לתכנון ספק כוח: שימו לב לזרם לולאת משרן מצמוד SEPIC-חלק 1
איור 1 ממיר SEPIC משתמש במתג כדי להעלות ולהוריד את מתח המוצא

צורות גל הזרם והמתח של מעגל זה דומות למעגלים הפוכים במצב זרם מתמשך (CCM). כאשר Q1 מופעל, הוא משתמש במתח הכניסה של השלב הראשי של המשרן המצורף כדי ליצור אנרגיה במעגל.

כאשר Q1 כבוי, מתח המשרן מתהפך ואז נצמד למתח המוצא. ה קבל C_AC הוא ההבדל בין ה-SEPIC למעגל ההפוך; כאשר Q1 מופעל, זרם המשרן המשני זורם דרכו ואז מתארק. כאשר Q1 כבוי, זרם המשרן הראשי זורם דרך C_AC, ובכך מגדיל את זרם המוצא הזורם דרך D1.

בהשוואה למעגל ההפוך, יתרון גדול של טופולוגיה זו הוא שמתחי ה-FET והדיודה שניהם מהודקים על ידי C_AC, ויש מעט מאוד צלצולים במעגל. בדרך זו, נוכל לבחור להשתמש במתח נמוך יותר, וכך לייצר מכשיר יעילות גבוהה יותר.

מכיוון שטופולוגיה זו דומה לטופולוגיה ההפוכה, אנשים רבים יחשבו שנדרשת קבוצה של פיתולים מחוברים בחוזקה. אולם, אין זה המקרה. איור 2 מציג את שני מצבי הפעולה של SEPIC מתמשך, השנאי עוצב על ידי השראות דליפה (LL), השראות מגנטית (LM) ושנאי אידיאלי (T).

לאחר בדיקה, המתח של השראות הדליפה שווה למתח של C_AC. לכן, ערך קטן של C_AC או מתח AC גדול עם השראות דליפה קטנה יצור זרם לולאה גדול. זרמי לולאה גדולים יותר יפחיתו את היעילות ואת ביצועי ה-EMI של הממיר, ומצב זה אינו רצוי. אחת הדרכים להפחית את זרם הלולאה הגדול הזה היא להגדיל את קבל הצימוד (C_AC).

עם זאת, זה בא במחיר של עלות, גודל ואמינות. שיטה יותר נבונה היא להגדיל את השראות הדליפה, שניתן להשיג בקלות כאשר מצוין רכיב מגנטי מותאם אישית.


2a) MOSFET מופעל: VLL 49 אשרC_AC -VIN = ∆VC_AC(חלק DC נמחק)


2b) MOSFET כבוי: VLL = VIN + Vהחוצה -VC_AC -Vהחוצה = ∆VC_AC (חלק DC נמחק)
איור 2a ו-2b ממיר SEPIC בשני מצבי עבודה.

מתח ה-AC של השראות הדליפה שווה למתח קבלי הצימוד.

מעניין לציין שמעט מאוד יצרנים הבינו עובדה זו, ויצרנים רבים ייצרו משרני השראות דליפה נמוכה עבור יישומי SEPIC.

מצד שני, ל-Coilcraft יש 47 uH MSD1260 עם השראות דליפה של כ-0.5 uH. במקביל, היא פיתחה לאחרונה גם גרסאות אחרות של עיצוב זה, שלהן השראות דליפה של יותר מ-10 uH. זה יוצג ב", אז הישארו מעודכנים.