Chúng tôi đã xây dựng mạch thể hiện trong Hình 1 và mô tả nó. Mạch này có thể được sử dụng trong thị trường ô tô. Ở đây, nó có đầu vào dải rộng từ 8V đến 36V, có thể cao hơn hoặc thấp hơn đầu ra 12-V ổn định. Thị trường ô tô thích gốm hơn Tụ vì phạm vi nhiệt độ rộng, tuổi thọ cao, dòng điện gợn sóng cao và độ tin cậy cao.
Kết quả là tụ điện ghép nối (C6) là tụ gốm. Điều này có nghĩa là so với tụ điện, nó có điện áp xoay chiều cao hơn và mạch này nhạy hơn với độ tự cảm rò rỉ thấp.
Hình 1 Bộ chuyển đổi SEPIC có thể sử dụng một công tắc duy nhất để buck hoặc boost
Hai cuộn cảm Coilcraft 47 uH trong mạch này là: MSD0.5 có độ tự cảm rò rỉ rất thấp (1260 uH) và độ tự cảm rò rỉ cao hơn (14 uH) MSC1278.
Hình 2 cho thấy dạng sóng dòng điện sơ cấp của hai cuộn cảm này. Phía bên trái là dòng điện đầu vào của cuộn cảm MSC1278 (chảy vào chân 1 của L1) và phía bên phải là dạng sóng dòng điện đầu vào MSD1260. Dòng điện bên trái là trường hợp tổng quát.
Dòng điện chủ yếu là DC của thành phần AC hình tam giác của nó. Dạng sóng bên phải là kết quả của việc sử dụng điện áp xoay chiều cao của cuộn cảm ghép và giá trị điện cảm rò rỉ thấp. Dòng điện cực đại gần gấp đôi dòng điện đầu vào DC và dòng điện RMS cao hơn 50% so với trường hợp điện cảm rò rỉ cao.
(a) Kết hợp lỏng lẻo
(b) Kết hợp chặt chẽ
Hình 2 Điện cảm rò rỉ thấp (bên phải) mang lại dòng điện vòng cuộn cảm được ghép nối nghiêm trọng
Rõ ràng, việc sử dụng cuộn cảm được ghép chặt để lọc nhiễu điện từ (EMI) cho các bộ nguồn như vậy sẽ gặp nhiều vấn đề hơn. Tỷ lệ dòng điện đầu vào AC giữa hai thiết kế này là khoảng 5:1, nghĩa là cần có mức suy giảm 14 dB. Tác động thứ hai của dòng điện vòng cao này là ảnh hưởng đến hiệu suất của bộ chuyển đổi.
Vì dòng RMS trong nguồn điện tăng thêm 50% nên tổn hao dẫn điện sẽ tăng hơn gấp đôi. Hình 3 so sánh hiệu suất của hai cuộn cảm này (phần còn lại của mạch không thay đổi). Khi chuyển đổi từ 12V sang 12V, cả hai kết quả đều rất tốt - cả hai đều đạt khoảng 90%. Tuy nhiên, hiệu suất của cuộn cảm ghép lỏng cao hơn từ 1 đến 2% trong phạm vi tải và điện trở DC của nó tương đương với điện trở DC được ghép chặt.
Hình 3 Do dòng điện ít hơn, điện cảm rò rỉ cao (MSC1278) tạo ra hiệu suất cao hơn
Nói tóm lại, cuộn cảm được ghép trong bộ chuyển đổi SEPIC có thể giảm kích thước của bộ nguồn và giảm giá thành của bộ nguồn. Các cuộn cảm không cần ghép chặt. Trên thực tế, việc kết hợp chặt chẽ làm tăng dòng điện trong bộ nguồn, điều này làm phức tạp việc lọc đầu vào và giảm hiệu quả. Cách dễ nhất để chọn giá trị điện cảm rò rỉ thích hợp là sử dụng mô phỏng. Tuy nhiên, bạn cũng có thể ước tính điện áp của tụ điện ghép nối trước, sau đó đặt dòng điện gợn sóng cho phép và cuối cùng là tính độ tự cảm rò rỉ tối thiểu.