Güç Kaynağı Tasarımı için İpuçları: SEPIC bağlı indüktör döngü akımına dikkat edin-Bölüm 2

Güncelleme: 12 Aralık 2023
Bu "Güç Kaynağı Tasarım İpuçları"nda, "Güç Kaynağı Tasarım İpuçları #32-Bölüm 1", yani SEPIC topolojisinde bağlı indüktörün kaçak endüktans gereksinimlerinin nasıl belirleneceği tartışmasına devam ediyoruz.
Daha önce kaplinin AC voltajının düştüğü durumu tartışmıştık. kondansatör kuplaj indüktörünün kaçak endüktansına uygulanır. Kaçak endüktans voltajı güç kaynağında büyük bir döngü akımına neden olacaktır. Bölüm 2'de gevşek bağlı indüktörler ve sıkı bağlı indüktörlerden oluşan güç kaynaklarının bazı ölçüm sonuçlarını tanıtacağız.

Biz inşa ettik devre Şekil 1'de gösterilmiş ve açıklanmıştır. Bu devre otomotiv pazarında kullanılabilir. Burada, kararlı 8-V çıkışının üstünde veya altında olabilen 36V'tan 12V'a kadar geniş bir giriş aralığı vardır. Otomotiv pazarı seramiği tercih ediyor Kondansatörler geniş sıcaklık aralıkları, uzun ömürleri, yüksek dalgalı akım değerleri ve yüksek güvenilirlikleri nedeniyle.

Sonuç olarak birleştirme kapasitörü (C6) seramiktir. Bu, elektrolitik kapasitörlerle karşılaştırıldığında daha yüksek bir AC voltajına sahip olduğu ve bu devrenin düşük kaçak endüktansa daha duyarlı olduğu anlamına gelir.


Şekil 1 SEPIC dönüştürücü, yükseltme veya yükseltme için tek bir anahtar kullanabilir

Bu devredeki iki adet 47 uH Coilcraft indüktörü şunlardır: çok düşük bir kaçak endüktans (0.5 uH) MSD1260 ve daha yüksek bir kaçak endüktans (14 uH) MSC1278.

Şekil 2, bu iki indüktörün birincil akım dalga biçimlerini göstermektedir. Sol taraf MSC1278 indüktörünün giriş akımıdır (L1'in pin 1'ine akan) ve sağ taraf ise MSD1260 giriş akımı dalga biçimidir. Soldaki akım genel bir durumdur.

Akım esas olarak üçgen AC bileşeninin DC'sidir. Sağdaki dalga şekli, bağlı indüktörün yüksek AC voltajı ve düşük kaçak endüktans değerinin kullanılmasının sonucudur. Tepe akımı, DC giriş akımının neredeyse iki katıdır ve RMS akımı, yüksek kaçak endüktans durumuna göre %50 daha fazladır.


(a) Gevşek bir şekilde bağlanmış

(b) Sıkıca bağlanmış
Şekil 2 Düşük kaçak endüktans (sağda) ciddi bağlı indüktör döngü akımı getirir

Açıkçası, bu tür güç kaynaklarının elektromanyetik girişim (EMI) filtrelemesi için sıkı bağlanmış indüktörlerin kullanılması daha fazla sorun yaratacaktır. Bu iki tasarım arasındaki AC giriş akımı oranı yaklaşık 5:1'dir, bu da 14 dB'lik bir zayıflamanın gerekli olduğu anlamına gelir. Bu yüksek döngü akımının ikinci etkisi dönüştürücü verimliliği üzerindeki etkisidir.

Güç kaynağında %50 daha fazla RMS akımı olduğundan iletim kayıpları iki katından fazla olacaktır. Şekil 3, bu iki indüktörün verimliliğini karşılaştırmaktadır (devrenin geri kalanı değişmeden kalır). 12V'tan 12V'a dönüşüm sırasında her iki sonuç da çok iyi; her ikisi de %90 civarında. Bununla birlikte, gevşek bağlanmış indüktörlerin verimliliği yük aralığında %1 ila 2 daha yüksektir ve DC direnci sıkı bağlanmış indüktörlerinkiyle aynıdır.


Şekil 3 Daha az akım nedeniyle, yüksek kaçak endüktans (MSC1278) daha yüksek verimlilik sağlar

Kısacası, SEPIC dönüştürücüdeki bağlı indüktör, güç kaynağının boyutunu küçültebilir ve güç kaynağının maliyetini azaltabilir. İndüktörlerin sıkı bir şekilde bağlanmasına gerek yoktur. Aslında sıkı bağlantı güç kaynağındaki akımı arttırır, bu da giriş filtrelemeyi zorlaştırır ve verimliliği azaltır. Uygun kaçak endüktans değerini seçmenin en kolay yolu simülasyon kullanmaktır. Bununla birlikte, önce kuplaj kapasitörünün voltajını da tahmin edebilir, ardından izin verilen dalgalanma akımını ayarlayabilir ve son olarak minimum kaçak endüktansı hesaplayabilirsiniz.