SEPIC(single ended primary inductor converter) 是一種允許輸出電壓大于、小于或者等于輸入電壓的DCDC變換器。輸出電壓由主控開關(三極管或MOS管)的占空比控制。
這種電路最大的好處是輸入輸出同極性。尤其適合于電池供電的應用場合,允許電池電壓高于或者小于所需要的輸入電壓。比如一塊鋰電池的電壓為3V ~ 4.2V,如果負載需要3.3V,那么SEPIC電路可以實現這種轉換。
另外一個好處是輸入輸出的隔離,通過主回路上的電容C1實現。同時具備完全關斷功能,當開關管關閉時,輸出電壓為0V。
SEPIC電路特點
? 不易使用:需較電荷泵電路多加兩個電感、一個電容和晶體管與二極管各一。
? 效率高,但較降壓式轉換器低。
? 高EMI及輸出紋波,在電路板布局時要注意。
? 可當作升壓與降壓使用。
? 可應用于高輸出電流的場合。
? 價錢最高,由于需要搭配的元件數較多所致。
Sepic斬波電路
Sepic斬波電路原理圖
Sepic斬波電路的基本工作原理:
當V處于通態時,E—L1—V回路和C1—V—L2回路同時導電,L1和L2貯能。
V處于斷態時,E—L1—C1—VD—負載(C2和R)回路及L2—VD—負載回路同時導電,此階段E和L1既向負載供電,同時也向C1充電,C1貯存的能量在V處于通態時向L2轉移。
Sepic斬波電路的輸入輸出關系由下式給出:
電路結構和工作狀態分析
圖1 SEPIC電路拓撲結構
圖2 Q1斷開時工作狀態(狀態1)
圖3 Q1導通時工作狀態(狀態2)
圖1為SEPIC電路的拓撲結構。圖2為MOS管Q1斷開時電路的工作的工作狀態,電容Cs處于充電狀態,電感L1和L2處于放電狀態。圖3為MOS管Q2導通時電路的工作狀態,電容Cs處于放電狀態,電源給L1充電,電容Cs給電感L2充電。圖2和圖3電路中的電流流向如圖中箭頭所示。
前一部分為橋式整流電路,后一部分為Sepic拓撲電路,如圖2所示。橋式整流電路巧妙地利用了二極管的單向導電性,將4個二極管分為兩組,根據輸入電壓的極性分別導通,使負載上始終可以得到一個單方向的脈動電壓;Sepic電路是由兩個電容、兩個電感以及一個開關管和二極管組成,單獨的Sepic電路只須工作在電流斷續狀態就能自然實現PFC。
交流市電經全橋整流之后,送入隔離型Sepic電路。隔離型Sepic電路的母線電壓以半個工頻周期波動,當Sepic電路處于穩定的工作狀態時,其開關管的工作頻率遠遠高于母線電壓脈動周期,因此在一個開關周期內,可以近似的認為母線電壓是一個恒定的電壓。
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