耦合電感 SEPIC 轉(zhuǎn)換器的優(yōu)勢(shì)

方程式計(jì)算得到最大輸入電壓和最小負(fù)載時(shí) CCM 運(yùn)行所需的最小電感。50% 占空比運(yùn)行（VIN 等于 VOUT 時(shí)出現(xiàn)）和統(tǒng)一效率條件下，比較這些方程式可知，方程式 1 中耦合電感的計(jì)算值是非耦合電感計(jì)算值的兩倍。由于轉(zhuǎn)換器肯定會(huì)有損耗，而大多數(shù)輸入電壓源均有很大不同，因此這種簡(jiǎn)化了的電感泛化一般為錯(cuò)誤的；但它通常足以應(yīng)付除極端情況以外的所有情況。它一般意味著，轉(zhuǎn)換器會(huì)比預(yù)期稍快一點(diǎn)進(jìn)入非連續(xù)導(dǎo)通模式 (DCM) 運(yùn)行，其在大多數(shù)情況下仍然可以接受。如前所述，使用非耦合電感時(shí)，正如我們通常假設(shè)的那樣，無需輸出端電感的值與輸入端電感一樣；但是為了簡(jiǎn)單起見肯定會(huì)這樣做。利用 VOUT/VIN 調(diào)節(jié)輸入端電感，便可確定輸出端電感值。使用更小值輸出端電感的好處是，它一般尺寸更小而且成本更低。

實(shí)例設(shè)計(jì)
“表 1”所示規(guī)范為設(shè)計(jì)比較的基礎(chǔ)。第一個(gè)設(shè)計(jì)使用一個(gè)耦合電感，而第二個(gè)則使用兩個(gè)非耦合電感。

使用一個(gè)耦合電感的設(shè)計(jì)是典型的 64W 輸出功率車載輸入電壓范圍。方程式1表明，耦合電感要求 12 µH 的電感，以及 13 A 的組合電流額定值（基于 IIN + IOUT）。這種設(shè)計(jì)特別具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)楝F(xiàn)貨電感選擇范圍有限。因此，我們指定并設(shè)計(jì)了 Renco 自定義電感。該電感纏繞在一個(gè)分離式線軸上以產(chǎn)生漏電感，旨在最小化能夠引起損耗的循環(huán) AC 電流。產(chǎn)生這些損耗的因?yàn)?，施加在漏電感?AC 電容紋波電壓。若想實(shí)施低功耗設(shè)計(jì)，Coilcraft（MSS1278 系列）和Coiltronics（DRQ74/127 系列）的耦合電感均是較好的現(xiàn)貨產(chǎn)品。
就非耦合電感設(shè)計(jì)而言，33-µH Coilcraft SER2918用于L1，而22-µH Coiltronics HC9 則用于 L2。它們的選擇均基于繞組電阻、額定電流和尺寸。選擇電感時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須注意還要考慮鐵芯和 AC 繞組損耗。這些損耗可降低電感的有效DC電流，但并非所有廠商都提供計(jì)算所需的全部信息。錯(cuò)誤的計(jì)算結(jié)果，會(huì)大大增加鐵芯溫度，使其超出典型的 40°C 溫升。它還會(huì)降低效率，并且加速過早失效現(xiàn)象的出現(xiàn)。

圖 2 使用耦合電感的 SEPIC（4A 時(shí) 16V）

圖 2 顯示了使用一個(gè)耦合電感的原型 SEPIC的 示意圖。若想在設(shè)計(jì)中實(shí)施非耦合電感，只需在相同 PWB 上用兩個(gè)電感替換耦合電感便可。圖 3 顯示了兩種原型電路。圖 3b 中，L1 占用了耦合電感的空間，而 L2 則位于右上角。