耦合電感 SEPIC 轉換器的優(yōu)勢

方程式計算得到最大輸入電壓和最小負載時(shí) CCM 運行所需的最小電感。50% 占空比運行（VIN 等于 VOUT 時(shí)出現）和統一效率條件下，比較這些方程式可知，方程式 1 中耦合電感的計算值是非耦合電感計算值的兩倍。由于轉換器肯定會(huì )有損耗，而大多數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誤的；但它通常足以應付除極端情況以外的所有情況。它一般意味著(zhù)，轉換器會(huì )比預期稍快一點(diǎn)進(jìn)入非連續導通模式 (DCM) 運行，其在大多數情況下仍然可以接受。如前所述，使用非耦合電感時(shí)，正如我們通常假設的那樣，無(wú)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(jiàn)肯定會(huì )這樣做。利用 VOUT/VIN 調節輸入端電感，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)例設計
“表 1”所示規范為設計比較的基礎。第一個(gè)設計使用一個(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)耦合電感的設計是典型的 64W 輸出功率車(chē)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）。這種設計特別具有挑戰性，因為現貨電感選擇范圍有限。因此，我們指定并設計了 Renco 自定義電感。該電感纏繞在一個(gè)分離式線(xiàn)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)生這些損耗的因為，施加在漏電感的 AC 電容紋波電壓。若想實(shí)施低功耗設計，Coilcraft（MSS1278 系列）和Coiltronics（DRQ74/127 系列）的耦合電感均是較好的現貨產(chǎn)品。
就非耦合電感設計而言，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)，設計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(chǎng)商都提供計算所需的全部信息。錯誤的計算結果，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(guò)早失效現象的出現。

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。若想在設計中實(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。