效率优于反激式拓扑的SEPIC电源方案模板.docx

效率优于反激式拓扑的SEPIC电源方案效率优丁反激式拓扑的SEPIC电源方案本文在相同的条件下对SEPIC及反激(Flyback)式拓扑这两种电源进行了比较,阐述了这两种电源方案的元件主要参数和特性,同府号实例给出了每种拓扑的康而路设计。文章得出的结论是SEPIC的效率更高,可是需要使用更大的磁性元件。在很多时候,设计者们总是要面对一组非孤立存在的电源规格参数,其中输出电压介丁输入电压的最大值与最小值之间。她们必须在SEPIC及反激式拓扑之间作出选择。一般,她们会选择反激式拓扑,主要原因是对SEPIC缺乏了解,而这种选择可能并不是最合理的。表1列出了汽车立体声音响系统的一组电气规格参数。,从10V到40V,其中10V的电压在大电流 电源演条板¥元边为SEPIC,的浪涌。15V输出电压是输匚电压范围的中间值,需要一个对输石边为反激式拓扑)。入电压降压-升压的拓扑。输出功率大约是26W,此功率在电源效率不太好时会引起散热问题。以这些规格为实例,图1是最后设计出的电源硬件原型,左边是SEPIC,右边是反激式拓扑。两种设计看上去很像,可是SEPIC的耦合电感要比反激式拓扑的大。在轻负载条件下,SEPIC转换器在连续电流模式(宓物率因素校正控制器的应用"target=M)下工作时需要较多的能量储存,因而需要较大尺寸的磁性元件。图2是两种拓扑简化的功率转换级电气原理图。MK式下工作。电源开关Q3接通,变压器开始充电,Q3断开,变压器的次级电压反转,电流经过D6到达输出端。变压器输出等额的电量为输出电容充电,并输送至负载。经过控制占空比及进入系统的能量增加能够实现对电源的调节。电源开关及二极管都是工作在非箝位感应开关 (UIS)模式,换句话说,施加在电源开关及二极管上的电压在很大程度上由变压器的漏感与杂散电容来控制。图2:SEPIC(左)及反激式拓扑(右)M)F工作。Q6接通后,C26的正极接地,此时变压器T2的主次级线圈匝比相同,就会在C26的负极施加一个与变压器输入端相等的负电压。也就是说电容上会有一个所示极性的输入电压,在这个电路中,当开关导通时,电能不断储存在初级电感中;电流流入次级电感及耦合电容(C26),以均衡其电量。开关断开,Q6上的电压开始消失;一个来自初级线圈(经过C26)与次级线圈(经过D9)的电流形成了输出电流此电路的优点在于场效应管(FET)电压与二极管电压都被电容器箝制住了,因此电路的瞬时扰动很小。不过耦合电容器C26上出现很大的纹波电流就像是SEPIC为此”付出的代价”。然而,此纹波电流在一定程度上会被C19的连续输入电流所产生的纹波电流(比前者小很多)抵消。SEPIC拓扑电路的另一个优点就是能从输入端吸取电能并同时输送到输出端,很像一个自耦变压器。因为功率开关不必处理全部功率传输,因此这种电路具有更高的效率。表2从理论分析及具体数字两个方面比较了这两种拓扑的重要电路参数。此表假设电感纹波电流很小(大电感),所用的是理想二极管。同时假设反激式拓扑占空比是最大值 图3:反激式转换器设计图。(点击放大图)50%比较反激式拓扑的输入电容与SEPIC的耦合电容时就会发现:两种拓扑的电容纹波电流很相似。这两个电容器应该有相近的额定电压 ,因为它们都是由输入电压来充电的。两种拓扑都有很大的交流纹