Nós construímos o o circuito mostrado na Figura 1 e o descreveu. Este circuito pode ser utilizado no mercado automotivo. Aqui, ele tem uma ampla faixa de entrada de 8 V a 36 V, que pode estar acima ou abaixo da saída estável de 12 V. O mercado automotivo prefere a cerâmica capacitores devido à sua ampla faixa de temperatura, longa vida útil, alta corrente de ondulação e alta confiabilidade.
Como resultado, o capacitor de acoplamento (C6) é cerâmico. Isso significa que, comparado aos capacitores eletrolíticos, ele possui uma tensão CA mais alta e este circuito é mais sensível à baixa indutância de vazamento.
Figura 1 O conversor SEPIC pode usar uma única chave para resistir ou aumentar
Os dois indutores Coilcraft de 47 uH neste circuito são: uma indutância de vazamento muito baixa (0.5 uH) MSD1260 e uma indutância de vazamento mais alta (14 uH) MSC1278.
A Figura 2 mostra as formas de onda da corrente primária desses dois indutores. O lado esquerdo é a corrente de entrada do indutor MSC1278 (fluindo para o pino 1 de L1), e o lado direito é a forma de onda da corrente de entrada do MSD1260. A corrente à esquerda é um caso geral.
A corrente é principalmente a CC de seu componente CA triangular. A forma de onda à direita é o resultado do uso da alta tensão CA do indutor acoplado e de um baixo valor de indutância de fuga. A corrente de pico é quase o dobro da corrente de entrada CC e a corrente RMS é 50% maior do que o caso de alta indutância de vazamento.
(a) Fracamente acoplado
(b) Fortemente acoplado
Figura 2 Baixa indutância de vazamento (à direita) traz séria corrente de circuito de indutor acoplado
Obviamente, o uso de indutores fortemente acoplados para filtragem de interferência eletromagnética (EMI) de tais fontes de alimentação terá mais problemas. A relação de corrente de entrada CA entre esses dois projetos é de aproximadamente 5:1, o que significa que é necessária uma atenuação de 14 dB. O segundo efeito desta alta corrente de circuito é o efeito na eficiência do conversor.
Como há 50% mais corrente RMS na fonte de alimentação, as perdas por condução mais que duplicarão. A Figura 3 compara a eficiência desses dois indutores (o resto do circuito permanece inalterado). Ao converter de 12V para 12V, ambos os resultados são muito bons – ambos estão em torno de 90%. No entanto, a eficiência dos indutores fracamente acoplados é 1 a 2% maior na faixa de carga e sua resistência CC é a mesma dos indutores fortemente acoplados.
Figura 3 Devido a menos corrente, alta indutância de fuga (MSC1278) produz maior eficiência
Em suma, o indutor acoplado no conversor SEPIC pode reduzir o tamanho da fonte de alimentação e reduzir o custo da fonte de alimentação. Os indutores não precisam ser fortemente acoplados. Na verdade, o acoplamento firme aumenta a corrente na fonte de alimentação, o que complica a filtragem de entrada e reduz a eficiência. A maneira mais fácil de selecionar o valor de indutância de fuga apropriado é usar simulação. No entanto, você também pode estimar a tensão do capacitor de acoplamento primeiro, depois definir a corrente de ondulação permitida e, por fim, calcular a indutância de fuga mínima.