sepic電路應用及sepic斬波電路波形分析

一、sepic電路應用

sepic電路應用（一）

市電220V首先經過變壓器降壓后，通過整流、濾波轉換為直流電。由于整流、濾波輸出后的電壓較高，首先進行直流電壓的一次降壓，然后供給升降壓SEPIC變換器，采用電位器實現無極電壓調節，通過模數轉換芯片采集電壓、電流并顯示。另外，輸出回路增加過流保護。系統整體設計方案框圖如圖1-1所示。

開關電源電路設計

（一）SEPIC轉換器電路設計

SEPIC轉換器又稱為升降壓轉換器，是本開關電源的重要組成部分。選用XL6009開關升降壓型DC-DC芯片，固定開關頻率400KHZ。超寬輸入電壓5~32V，超寬輸出電壓1.25~30V，具有自動升降壓功能，在工作范圍內任意電壓輸出均可穩壓任意電壓輸出，最大輸出電流為4A。原理圖如圖2-1所示。

由圖可知XL6009芯片5腳為反饋端，4腳為電壓輸入端，3腳為功率輸出端，2腳為內部電壓調節端，不用可懸空，1腳為接地端。輸入端需并聯電解電容以消除噪聲。由于輸入電壓最高32V，考慮各種因素，選擇35V，220uF的固態電容，并且再并聯一個瓷片電容以進行高頻去耦。若輸出電壓最大為30V，需保證有一定的裕量，故選擇50V，220uF的固態電容，且再并聯一個瓷片電容以配合。因電感器對輸出紋波有直接影響，通過計算兩個電感均選擇47UH。輸出電壓可調主要是依靠反饋電阻R1，R2的比值，R2為可調電位器，R1為固定阻值電阻。通過調節R2即可調節輸出電壓，得到5~30V之間的任意寬范圍電壓。

（二）TLC2543A/D轉換采集電路設計

A/D轉換電路負責對開關電源輸出回路進行電壓、電流實時檢測，及時將檢測值送給主控芯片，再由主控芯片對回路進行相應的保護。A/D轉換采集電路圖如圖2-2所示。由圖2-2可知，TLC2543A/D轉換芯片11路模擬輸入端口外接所要檢測的值，電源的正負極接一去耦電容，以減小輸入芯片的電源紋波。轉換芯片還需個基準電壓才能進行正常的A/D轉換，此部分可直接板載電壓或也可用一精準的基準電壓。雖然外圍電路簡單，但因是一片較為敏感的芯片，尤其在高速轉換時，極易受到外界干擾使轉換值不準確，這就要求其芯片底部盡可能不要有信號線或電源線接近。

（三）電壓衰減電路設計

開關電源若輸出可調電壓5~30V，遠遠大于A/D轉換芯片的模擬輸入量，需對其進行降壓才能輸入給轉換芯片，這就采用分壓電路。電壓衰減電路可分為運放負反饋衰減和分壓衰減。通過對比發現分壓衰減電路較簡單，分壓衰減即是通過兩個電阻串聯對電壓進行比例分配。其分壓電路如圖2-3所示。

圖2-3分壓電路原理圖

sepic電路應用（二）

在不要求主級電路和次級電路之間電氣隔離且輸入電壓高于或者低于輸出電壓時，SEPIC 是一種非常有用的拓撲。在要求短路電路保護時，我們可以使用它來代替升壓轉換器。SEPIC 轉換器的特點是單開關工作和連續輸入電流，從而帶來較低的電磁干擾（EMI）。這種拓撲（如圖1 所示）可使用兩個單獨的電感（或者由于電感的電壓波形類似），因此還可以使用一個耦合電感，如圖所示。因其體積和成本均小于兩個單獨的電感，耦合電感頗具吸引力。其存在的缺點是標準電感并非總是針對全部可能的應用進行優化。

圖1 SEPIC 轉換器使用一個開關來升降輸出電壓

這種電路的電流和電壓波形與連續電流模式（CCM） 反向電路類似。開啟Q1 時，其利用耦合電感主級的輸入電壓，在電路中形成能量。關閉Q1 時，電感的電壓逆轉，然后被鉗制到輸出電壓。電容C_AC 便為SEPIC 與反向電路的差別所在;Q1　開啟時，次級電感電流流過它然后接地。Q1 關閉時，主級電感電流流過C_AC，從而增加流經D1 的輸出電流。相比反向電路，這種拓撲的一個較大好處是FET 和二極管電壓均受到C_AC 的鉗制，并且電路中很少有振鈴。這樣，我們便可以選擇使用更低的電壓，并由此而產生更高功效的器件。