We hebben de circuit weergegeven in figuur 1 en beschreven. Deze schakeling kan gebruikt worden in de automotive markt. Hier heeft het een breed ingangsbereik van 8V tot 36V, wat boven of onder de stabiele 12V-uitgang kan zijn. De automarkt geeft de voorkeur aan keramiek Condensatoren vanwege hun brede temperatuurbereik, lange levensduur, hoge rimpelstroomwaarde en hoge betrouwbaarheid.
Hierdoor is de koppelcondensator (C6) keramisch. Dit betekent dat het in vergelijking met elektrolytische condensatoren een hogere wisselspanning heeft en dat dit circuit gevoeliger is voor lage lekinductie.
Afbeelding 1 De SEPIC-converter kan een enkele schakelaar gebruiken voor buck of boost
De twee 47 uH Coilcraft-inductoren in dit circuit zijn: een zeer lage lekinductantie (0.5 uH) MSD1260, en een hogere lekinductantie (14 uH) MSC1278.
Figuur 2 toont de primaire stroomgolfvormen van deze twee inductoren. De linkerkant is de ingangsstroom van de MSC1278-inductor (die naar pin 1 van L1 stroomt), en de rechterkant is de golfvorm van de MSD1260-ingangsstroom. De stroom aan de linkerkant is een algemeen geval.
De stroom is voornamelijk de DC van zijn driehoekige AC-component. De golfvorm aan de rechterkant is het resultaat van het gebruik van de hoge wisselspanning van de gekoppelde inductor en een lage lekinductantiewaarde. De piekstroom is bijna tweemaal de DC-ingangsstroom en de RMS-stroom is 50% meer dan in het geval van hoge lekinductie.
(a) Losjes gekoppeld
(b) Nauw gekoppeld
Figuur 2 Lage lekinductantie (aan de rechterkant) zorgt voor serieuze gekoppelde inductorlusstroom
Het is duidelijk dat het gebruik van nauw gekoppelde inductoren voor het filteren van elektromagnetische interferentie (EMI) van dergelijke voedingen meer problemen zal opleveren. De AC-ingangsstroomverhouding tussen deze twee ontwerpen is ongeveer 5:1, wat betekent dat een verzwakking van 14 dB vereist is. Het tweede effect van deze hoge lusstroom is het effect op de efficiëntie van de omvormer.
Omdat er 50% meer RMS-stroom in de voeding zit, zullen de geleidingsverliezen meer dan verdubbelen. Figuur 3 vergelijkt de efficiëntie van deze twee inductoren (de rest van het circuit blijft ongewijzigd). Bij het omzetten van 12V naar 12V zijn beide resultaten zeer goed: beide liggen rond de 90%. Het rendement van losjes gekoppelde inductoren is echter 1 tot 2% hoger in het belastingsbereik, en de DC-weerstand is dezelfde als die van strak gekoppelde inductoren.
Afbeelding 3 Door minder stroom levert een hoge lekinductantie (MSC1278) een hoger rendement op
Kortom, de gekoppelde inductor in de SEPIC-converter kan de grootte van de voeding verkleinen en de kosten van de voeding verlagen. De inductoren hoeven niet strak gekoppeld te zijn. In feite verhoogt een strakke koppeling de stroom in de voeding, wat ingangsfiltering bemoeilijkt en de efficiëntie vermindert. De eenvoudigste manier om de juiste lekinductantiewaarde te selecteren, is door simulatie te gebruiken. U kunt echter ook eerst de spanning van de koppelcondensator schatten, vervolgens de toegestane rimpelstroom instellen en tenslotte de minimale lekinductantie berekenen.