ZHCACE2 March   2023 LM5157 , LM5157-Q1 , LM51571-Q1 , LM5158 , LM5158-Q1 , LM51581 , LM51581-Q1

 

  1.   摘要
  2.   商标
  3. 1简介
  4. 2应用参数
  5. 3计算和元件选型
    1. 3.1 开关频率
    2. 3.2 耦合电感器选择
      1. 3.2.1 耦合电容器(交流电容器)
    3. 3.3 二极管选型
    4. 3.4 MOSFET 选型
    5. 3.5 输出电容器选型
    6. 3.6 输入电容器选型
    7. 3.7 输出电压设置
  6. 4简化版 SEPIC 原理图
  7. 5参考文献

耦合电感器选择

在 SEPIC 转换器中,选择合适的耦合电感器是一个关键步骤。首先要决定为应用选择正确的开关操作类型,即不连续导通模式 (DCM) 或连续导通模式 (CCM)。为该设计选择 CCM,更大限度减少 RMS 电流,尽可能提高满载效率,同时尽可能降低负载电压纹波。另一方面,如果需要良好的轻负载效率,则可以选择 DCM。

根据经验,应将输入电流的 20% 至 40% 用于 KIND,这表示电感器纹波电流的峰峰值,通过功率平衡公式计算得出,其中 η 为估计效率。

以下值是对效率的准确估算:

方程式 1. η=88 %

输入直流电流的计算公式如下:

方程式 2. IIN, DC=VOUT×IOUTη×VIN,min 

可以使用以下公式计算电感器纹波电流:

方程式 3. ΔIL=IIN,DC×KIND

最后,耦合电感值的计算公式如下:

方程式 4. L VIN, MAX×D2×fSW×ΔIL

其中 D 是占空比,fSW 是开关频率。

选择更高 KIND 会导致:

  • 建议的电感更低
  • 电流纹波更高
  • EMI 更高
  • 瞬态响应更快
  • 需要更大的输出电容,才能获得所需的输出纹波

较低的电流纹波通常会降低 EMI,增加最大输出电流,减少所需的输出电容,并减慢瞬态响应。设计人员必须选择正确的折衷方案。

值得一提的是,在耦合电感器中,互感迫使纹波电流在两个耦合电感器之间平均分配,因此一个耦合电感器所需的电感是两个独立电感器可能需要的电感的一半。此外,与要求耦合系数尽可能高的反激式耦合电感器不同,在 SEPIC 中,漏电流最好为 10%-15%。

在本例中,选择了一个 4.7µH 的电感器。