在這篇《電源設(shè)計小貼士》中，我們繼續(xù)《電源設(shè)計小貼士30—第1部分》的討論，即如何確定SEPIC拓撲中耦合電感的漏電感要求。前面，我們討論了耦合電容器AC電壓被施加于耦合電感漏電感的情況。漏電感電壓會在電源中引起較大的回路電流。在第2部分中，我們將介紹利用松散耦合電感和緊密耦合電感所構(gòu)建電源的一些測量結(jié)果。
我們構(gòu)建起如圖1所示電路，并對其進行描述。該電路可在汽車市場獲得應(yīng)用。這里，其擁有一個8V到36V的寬范圍輸入，可以為穩(wěn)定12-V輸出以上或者以下。汽車市場更喜歡使用陶瓷電容器，原因是其寬溫度范圍、長壽命、高紋波電流額定值和高可靠性。結(jié)果，耦合電容器 (C6) 便為陶瓷的。這就意味著，相比電解電容器，它擁有較高的AC電壓，同時這種電路會對低漏電感值更加敏感。
圖1 SEPIC轉(zhuǎn)換器可利用一個單開關(guān)降壓或者升壓
該電路中的兩個47 uH Coilcraft電感分別為：一個非常低漏電感(0.5 uH)的MSD1260，以及一個較高漏電感 (14 uH) 的MSC1278。圖2顯示了這兩個電感的一次電流波形。左邊為 MSC1278電感的輸入電流（流入L1的引腳1），而右邊為MSD1260輸入電流波形。左邊的電流為一般情況。電流主要為其三角AC分量的DC。右邊的波形為利用耦合電感的高AC電壓以及一個低漏電感值所得到的結(jié)果。峰值電流幾乎為DC輸入電流的兩倍，而RMS電流比高漏電感情況多出50%。
圖2 低漏電感（右邊）帶來嚴重的耦合電感回路電流
很明顯，利用緊密耦合電感對這種電源進行電磁干擾(EMI)濾波會存在更多的問題。這兩種設(shè)計之間的AC輸入電流比約為5：1，也就是說還需要14 dB的衰減。這種高回路電流產(chǎn)生的第二個影響是對轉(zhuǎn)換器效率的影響。由于電源中多出了50%的RMS電流，傳導(dǎo)損耗將會增加一倍以上。圖3將這兩種電感的效率進行了比較（電路其它部分保持不變）。12V到 12V轉(zhuǎn)換時，兩種結(jié)果都很不錯——都在90%左右。但是，松散耦合電感在負載范圍得到的效率高出1到2個百分點，而它的DC電阻與緊密耦合電感是一樣的。
圖3 由于更少的電流，高漏電感(MSC1278)產(chǎn)生更高的效率
總之，SEPIC轉(zhuǎn)換器中的耦合電感可以縮小電源的體積，降低電源的成本。電感并不需要緊密耦合。實際上，緊密耦合會增加電源內(nèi)的電流，從而使輸入濾波復(fù)雜化并降低效率。選擇合適漏電感值的最簡單方法是利用模擬。但是，您也可以先估算出耦合電容器的電壓，然后設(shè)置允許紋波電流，最后計算得到最小漏電感。 |
