本文重點介紹利用耦合電感滿足常見應用需求的四種 DC/DC 轉換器拓撲結構。

　　徹底了解耦合電感的各種規范，是充分利用它們所具有優勢的一個基本要求。大多數耦合電感都具有相同的匝數—即 1：1 匝數比—但有些更新的耦合電感擁有更高的匝數比。耦合電感的耦合系數 K 一般約為 0.95，遠低于自定義變壓器至少為 0.99 的系數。耦合電感的互感系數讓其在一些回描應用中顯得有些沒有效率，同時還會引起非理想(例如：圓形而非三角形)電感波形。另外，根據其繞組實際為串聯還是并聯，耦合電感的電流規格也不同。例如，繞組為串聯時，等效電感就會因為互感而超過額定電感的2倍。飽和及 RMS 電流額定值一定適用于同時流過兩個繞組的電流，除非產品說明書中另有說明。理解這些規范以后，我們便可以對現實應用中的一些耦合電感例子進行研究。

　　更小尺寸且更高效的 SEPIC

　　盡管DC/DC單端初級電感轉換器 (SEPIC) 拓撲不是什么新東西，但的確直到最近它才開始流行起來，然而，對于能夠對高低輸入電壓之間的輸出電壓(例如：12V未校準插墻式電源)進行調節的轉換器需求一直都存在。雖然我們可以將任何升壓轉換器/控制器配置為一個 SEPIC，但其在最近才得到普遍的使用。兩個因素促進了 SEPIC 的人氣大增：(1) IC 制造廠商已經開始制造更多具有電流模式控制功能的升壓控制器，旨在簡化補償;(2) 電感制造廠商已經開始制造許多可以最小化轉換器總 PCB 體積的單封裝耦合電感。改用耦合電感以后，許多具有兩個單獨電感應用的電源體積可以縮減三分之一。圖 1 顯示了使用 TI TPS61170 和 Wuerth 744877220 的一個 SEPIC。

　　圖 1 使用 TI TPS61170 和 Wuerth 744877220 的 SEPIC

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　　更吸引人的是，使用一個 1：1 耦合電感的 SEPIC 可迫使電感紋波電流在兩個繞組之間分開，從而允許使用兩個單獨電感要求電感的一半，產生相同的紋波電流。相對于相同尺寸封裝中雙倍電感值的兩個單獨電感，耦合電感具有更低的 DC電阻，有助于提高總轉換器效率。特別是15-V 輸入和 12-V、325-mA 輸出時，圖 1 所示 SEPIC 的效率超出 91%。

　　更小尺寸的 ZETA 轉換器

　　由于使用了兩個電感和一個耦合電容，ZETA 轉換器擁有與 SEPIC 一樣的升壓降壓功能，但使用的是一個降壓控制器而非升壓控制器。圖 2 顯示了 ZETA 結構中所使用的 TI TPS40200 和 Coiltronics DRQ74。與 SEPIC 一樣，得益于分離電感紋波電流，這種 ZETA 轉換器只要求一半的電感就能得到相同的紋波電流。同樣類似的，其總體電源體積比使用兩個單獨電感小三分之一。由于輸出電感電流不斷經過 ZETA 轉換器輸出，ZETA 轉換器的輸出電壓具有比相同電感的 SEPIC 更低的紋波。因此，相比 SEPIC，ZETA 可能更適合于低噪聲應用。

　　圖 2 使用 TI TPS40200 和 Coiltronics DRQ74 的 ZETA 轉換器

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