电源设计小技巧32：SEPIC 耦合电感回路电流测量--第 1 部分

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在这篇《电源设计小贴士》中，我们将确定 SEPIC 拓扑中耦合电感的一些漏电感要求。在不要求主级威廉希尔官方网站 和次级威廉希尔官方网站 之间电气隔离且输入电压高于或者低于输出电压时，SEPIC 是一种非常有用的拓扑。在要求短路威廉希尔官方网站 保护时，我们可以使用它来代替升压转换器。SEPIC 转换器的特点是单开关工作和连续输入电流，从而带来较低的电磁干扰 (EMI)。这种拓扑（如图 1 所示）可使用两个单独的电感（或者由于电感的电压波形类似），因此还可以使用一个耦合电感，如图所示。因其体积和成本均小于两个单独的电感，耦合电感颇具吸引力。其存在的缺点是标准电感并非总是针对全部可能的应用进行优化。    

图 1 SEPIC 转换器使用一个开关来升降输出电压

这种威廉希尔官方网站 的电流和电压波形与连续电流模式 (CCM) 反向威廉希尔官方网站 类似。开启 Q1 时，其利用耦合电感主级的输入电压，在威廉希尔官方网站 中形成能量。关闭 Q1 时，电感的电压逆转，然后被钳制到输出电压。电容 C_AC 便为 SEPIC 与反向威廉希尔官方网站 的差别所在；Q1　开启时，次级电感电流流过它然后接地。Q1 关闭时，主级电感电流流过C_AC，从而增加流经 D1 的输出电流。相比反向威廉希尔官方网站 ，这种拓扑的一个较大好处是 FET 和二极管电压均受到 C_AC 的钳制，并且威廉希尔官方网站 中很少有振铃。这样，我们便可以选择使用更低的电压，并由此而产生更高功效的器件。

由于这种拓扑与反向拓扑类似，因此许多人会认为要求有一套紧密耦合的绕组。然而，情况却并非如此。图 2 显示了连续 SEPIC 的两个工作状态，其变压器已通过漏电感 (LL)、磁化电感 (LM) 和一个理想变压器 (T) 建模。经检查，漏电感的电压等于 C_AC 的电压。因此，较小值 C_AC 或者较小漏电感的大 AC 电压会形成较大的回路电流。较大的回路电流会降低转换器的效率和 EMI 性能，而这种情况是我们所不希望出现的。减少这种大回路电流的一种方法是增加耦合电容 (C_AC)。但是，这样做是以成本、尺寸和可靠性为代价的。一种更为精明的方法是增加漏电感，其在指定某个定制磁性组件的情况下可以很轻松地实现。

2a）MOSFET 开启：VLL = VC_AC - VIN = ?VC_AC（DC 部分删除）

2b) MOSFET关闭: VLL = VIN + VOUT - VC_AC - VOUT = ?VC_AC (DC  部分删除)

图 2a 和 2b SEPIC 转换器的两种工作状态。

漏电感的 AC 电压等于耦合电容电压。

有趣的是，极少的厂商已经认识到了这一事实，并且许多厂商已经针对 SEPIC 应用生产出了低漏电感的电感。另一方面，Coilcraft 拥有约 0.5 uH 漏电感的 47 uH MSD1260，同时还于最新开发出了这种设计的其他版本，其具有 10 uH 以上的漏电感，我们将在下次的《电源设计小贴士》中对其进行介绍，敬请期待。