SEPIC 系统设计简介
有些应用需要稳定的输出电压,该输出电压可能高于或等于也可能低于输入电压 (Vin
≤ Vout 或 Vout<Vin) ,根据这个应用,需要设计一款输入电压宽范围,输出电压恒定的
方案。
通常称之为升***变换器SEPIC 的简单原理如下(如图二): SEPIC 设计中具有原边
电感(L1)、副边电感(L2)和位于两个电感之间的串联电容(Cp),某种程度上,可以
把SEPIC 设计看作是具有隔直流电容(消除输入电压)的BOOST 调节器,允许输出电压高
于或低于输入电压。然而,为了复位隔直流电容,允许能量传递到输出端,在副边放置了另
一个电感L2。
对电路进行分析,会发现Cp 上的直流电压等于输入电压,当MOSFET(Q1)导通时,
Vin 为L1 充电、Cp 为L2 充电。由于C3 上的电压等于输入电压,导通期间每个电感电压
相同。关闭期间,每个电感的放电电压相同——输出电压加上D1 的导通电压。由于L1 和
L2 具有相同的充、放电电压,它们可以具有相同的电感量和纹波电流,但二者的平均电流
相差较大。
Q1 导通时,D1 反偏,只有输出电容Cout 支持输出电流(Iout);Q1 断开时,L1 的电
感电流流过Cp,与L2 电流合并,为输出电容充电并支持Iout。通过对方程式进行分析,会
发现电路中L2 的电流用于支持Iout,L1 的电流重新为输出电容充电,补充能量。即L2 的
平均电流等于Iout,而L1 的平均电流等于Iout×Vout/Vin。由SEPIC 的原理可推出基本关
系式:Vout/Vin=D/(1-D)。式中D 为占空比,且忽略SW 及D1 等的压降。
注意事项
1,设计时需要保证输入电压符合要求范围;
2,输入电压与输出电压之和不能超过40V。
SEPIC 转换器设计实例
以XL6010 为实例来设计SEPIC 转换器,设计要求如下所示:
输入电压(Vin):10V-24V
输出电压(Vout):12V
输出电流(Iout):1.5A
开关频率(Fsw):180KHz
XL6010 是一颗升压型DC/DC 转换器,输入电压范围5V-32V,内置N 沟道的MOSFET