Petua Reka Bentuk Bekalan Kuasa: Beri perhatian kepada arus gelung induktor berganding SEPIC-Bahagian 1

Dalam "Petua Reka Bentuk Bekalan Kuasa" ini, kami akan menentukan beberapa keperluan kearuhan kebocoran untuk induktor berganding dalam topologi SEPIC.

SEPIC ialah topologi yang sangat berguna apabila pengasingan elektrik antara litar primer dan sekunder tidak diperlukan dan voltan masukan lebih tinggi atau lebih rendah daripada voltan keluaran. Apabila perlindungan litar pintas diperlukan, kita boleh menggunakannya untuk menggantikan penukar rangsangan.

Penukar SEPIC dicirikan oleh operasi suis tunggal dan arus input berterusan, mengakibatkan gangguan elektromagnet (EMI) yang lebih rendah. Topologi ini (ditunjukkan dalam Rajah 1) boleh menggunakan dua induktor yang berasingan (atau kerana bentuk gelombang voltan induktor adalah serupa), jadi anda juga boleh menggunakan gandingan Peraruh, seperti yang ditunjukkan dalam rajah.

Oleh kerana saiz dan kosnya lebih kecil daripada dua induktor yang berasingan, induktor berganding agak menarik. Kelemahannya ialah induktor standard tidak sentiasa dioptimumkan untuk semua aplikasi yang mungkin.

Petua Reka Bentuk Bekalan Kuasa: Beri perhatian kepada arus gelung induktor berganding SEPIC-Bahagian 1
Rajah 1 Penukar SEPIC menggunakan suis untuk menaikkan dan menurunkan voltan keluaran

Bentuk gelombang arus dan voltan litar ini adalah serupa dengan litar terbalik mod arus berterusan (CCM). Apabila Q1 dihidupkan, ia menggunakan voltan masukan peringkat utama induktor berganding untuk membentuk tenaga dalam litar.

Apabila Q1 dimatikan, voltan induktor terbalik dan kemudian diapit pada voltan keluaran. The kapasitor C_AC ialah perbezaan antara SEPIC dan litar terbalik; apabila Q1 dihidupkan, arus induktor sekunder mengalir melaluinya dan kemudian menjadi asas. Apabila Q1 dimatikan, arus induktor utama mengalir melalui C_AC, dengan itu meningkatkan arus keluaran yang mengalir melalui D1.

Berbanding dengan litar terbalik, kelebihan besar topologi ini ialah voltan FET dan diod kedua-duanya diapit oleh C_AC, dan terdapat sedikit deringan dalam litar. Dengan cara ini, kita boleh memilih untuk menggunakan voltan yang lebih rendah, dan dengan itu menghasilkan peranti kecekapan yang lebih tinggi.

Memandangkan topologi ini serupa dengan topologi terbalik, ramai orang akan berfikir bahawa satu set belitan berganding rapat diperlukan. Walau bagaimanapun, ini tidak berlaku. Rajah 2 menunjukkan dua keadaan operasi SEPIC berterusan, pengubah telah dimodelkan oleh kearuhan kebocoran (LL), kearuhan magnetisasi (LM) dan pengubah ideal (T).

Selepas pemeriksaan, voltan kearuhan kebocoran adalah sama dengan voltan C_AC. Oleh itu, nilai kecil C_AC atau voltan AC yang besar dengan kearuhan kebocoran yang kecil akan membentuk arus gelung yang besar. Arus gelung yang lebih besar akan mengurangkan kecekapan dan prestasi EMI penukar, dan keadaan ini tidak diingini. Salah satu cara untuk mengurangkan arus gelung besar ini adalah dengan meningkatkan kapasitor gandingan (C_AC).

Walau bagaimanapun, ini datang pada kos, saiz dan kebolehpercayaan. Kaedah yang lebih bijak adalah untuk meningkatkan kearuhan kebocoran, yang boleh dicapai dengan mudah apabila komponen magnet tersuai ditentukan.

2a) mosfet dihidupkan: V_LL = V_{C_AC}-VIN = ∆V_{C_AC}(Bahagian DC dipadamkan)

2b) MOSFET dimatikan: V_LL = VIN + V_OUT -V_{C_AC}-V_OUT = ∆V_{C_AC}(Bahagian DC dipadamkan)
Rajah 2a dan 2b penukar SEPIC dalam dua keadaan berfungsi.

Voltan AC bagi kearuhan kebocoran adalah sama dengan voltan kapasitor gandingan.

Menariknya, sangat sedikit pengeluar yang menyedari hakikat ini, dan banyak pengeluar telah menghasilkan induktor kearuhan kebocoran rendah untuk aplikasi SEPIC.

Sebaliknya, Coilcraft mempunyai 47 uH MSD1260 dengan kearuhan kebocoran kira-kira 0.5 uH. Pada masa yang sama, ia juga baru-baru ini telah membangunkan versi lain reka bentuk ini, yang mempunyai kearuhan kebocoran lebih daripada 10 uH. Ia akan diperkenalkan dalam “, jadi nantikan.