Вопрос к спецам, у которых в активе есть свой SEPIC-преобразователь. Суть вопроса в реализуемости такого преобразователя со следующими исходными данными:
Uвх = 10...15 В,
Uвых = 12 В,
Iвых = 0...10 А.
Обсуждаемая схема в приложенном файле.

Расчет из Datasheet дает приблизительно следующие значения номиналов и параметров схемы для максимального режима:
задался частотой преобразования 100 кГц,
Dмах = 0.57,
Dmin = 0.46,
ток пульсации через L1 = 5.6 А,
L1 = L2 = 10 мкГн,
пиковый ток через L1 = 16 А,
пиковый ток через L2 = 12.3 А,
пиковый ток через MOSFET = 28.3 А,
среднеквадратический ток через MOSFET = 17.3 А, выбрал IRFI1010N (International Rectifier)
максимальная рассеиваемая мощность на MOSFET = 13 Вт,
среднеквадратический ток через Cs = 11.4 А,
задался напряжением пульсации на Cs равным не более 2 В,
отсюда получил емкость Cs = 30 мкФ,
среднеквадратический ток через Cout = 11.4 А,
для 1% пульсации выходного напряжения ESR выходного конденсатора не более 2.1 мОм,
откуда Cout ***8805; 950 мкФ, исходя из тока пульсации в качестве Cout выбрал батарею из 4-х включенных параллельно конденсаторов серии EXR (Hitano) 50 Вх1500 мкФ, т.е. суммарная емкость 6000 мкФ.
среднеквадратический ток через Cin = 1.62 А, в качестве Cin выбрал один конденсатор EXR 50 Вх1500 мкФ,
делитель UFB: 3.3 кОм, 390 Ом,
Rsn = 4.3 мОм, Rfa = 180 кОм, Rc = 24кОм, СС1 = 18 нФ, СС2 = 2.7 нФ.

В общем-то значения тяжелые, но, как мне представляется, реальные. За исключением конденсатора Cs. Рекомендуется керамика. Пока предполагаю использовать в качестве Cs батарею из 3-х включенных параллельно конденсаторов общего применения SMD-2220-X7R-10 мкФ-25В. Но понятия не имею, рассчитаны ли они на такую реактивную мощность. И нигде не могу найти исчерпывающую информацию об этом. Может быть, здесь нужно применять какие-то специальные конденсаторы. А может, схема вообще не реальна? Кто знает – подскажите, пож-ста.

Меня берут сомнения потому, что из всех предлагаемых схем SEPIC-преобразователей (схем Чука) ни одной сильноточной я не видел. Кроме того, вызывает изумление тезис, что в этой схеме рабочий цикл зависит только от входного и выходного напряжений (читай: не зависит от выходного тока). Поэтому возникает сомнение, может ли стабилизатор работать в широком диапазоне выходных токов.

Цитата:

За исключением конденсатора Cs. Рекомендуется керамика.

Согласен, т.к. здесь малое внутреннее сопротивление (называемое ЭПС у э-литов) важнее, чем обшая емкость конденсатора и напряжение пульсаций на нем.

Из за этих двух параметров в фильтрах применяются именно LOW-ESR электролиты, а не керамика, которая хотя и имеет меньшее внутреннее сопротивление, но при одинаковых габаритах и особенно стоимости будет иметь гораздо меньшую общую емкость, которая даже будучи близкой к идеалу по своим своиствам не сможет обеспечить достаточно низкого значения напряжения пульсаций, однако в этом случае этот аспект уже уходит на второй план, зато на первый план выходит именно значение внутреннего сопротивления конденсатора, от которого будут зависеть потери в нем.

Цитата:

Пока предполагаю использовать в качестве Cs батарею из 3-х включенных параллельно конденсаторов общего применения SMD-2220-X7R-10 мкФ-25В. Но понятия не имею, рассчитаны ли они на такую реактивную мощность. И нигде не могу найти исчерпывающую информацию об этом.

Да, это интересный вопрос, я тоже пока не встречался с такими данными относительно керамических многослойных конденсаторов на низкие напряжения, знаю только, что вобщем они в этом отношении близки к идеалу - приходилось даже читать предупреждения о влиянии чрезмерных импульсных токов при их подключении к источнику напряжения.
(вкладываю)

Видимо, придется испытывать живьем, возможно в крайнем случае рапсределять емкость по еще большему числу параллельных конденсаторов.

Мне однако более интересна разница в этом смысле между конденсаторами средней термостабильности типа X7R и более традиционными в требующих больших емкостей применениях конденсаторами типов Y и Z - насколько оправдана необходимость применения первых перед вторыми в подобных импульсных схемах?

Цитата:

Может быть, здесь нужно применять какие-то специальные конденсаторы.

Относительно низковольтной керамики я о таких не слышал.

Электролиты - да, нужны конечно специальные, но по известной мне информации относительно этого вопроса керамику я бы видимо сразу рискнул ставить самую обычную.

Цитата:

А может, схема вообще не реальна?

Мне так не кажется.

Кроме этого переходного конденсатора, в остальном ее составляют те же элементы, что и в обычных схемах преобразователей, и режимы работы этих элементов насколько я понимаю тоже аналогичные.

Цитата:

Меня берут сомнения потому, что из всех предлагаемых схем SEPIC-преобразователей (схем Чука) ни одной сильноточной я не видел.

Ну эти две схемы всеже различаются между собой в построении выходной части - в SEPIC она соответсвует инвертирующему (обратноходовому) преобразователю, в то время как в схеме Чука это понижающий (прямоходовой) преобразователь.

Если второй вполне может использоваться при больших токах и небольших напряжениях, то первый применять в таких случаях достаточно быстро становится сомнительно (при вот такой тенденции к увеличению общей мощности) из за слишком большой импульсной нагрузки на выходной фильтр.

(сравним 4*1500 мкФ с тем, что обычно стоит в компьютерных ИБП с двухтактным полумостовым преобразователем при равной мощности канала 12 В)

Ну а дальше - не имеющая этого недостатка схема Чука инвертирующая, что часто просто не подходит и не дает использовать ее преимущества, в том числе и бестрансформаторность.

Цитата:

Кроме того, вызывает изумление тезис, что в этой схеме рабочий цикл зависит только от входного и выходного напряжений (читай: не зависит от выходного тока). Поэтому возникает сомнение, может ли стабилизатор работать в широком диапазоне выходных токов.

Насколько я понимаю, это справедливо для всех преобразователей, работающих в режиме непрерывных токов в индуктивностях.

Если ток дросселя непрерывный, то изменение длительности активного импульса в цикле преобразования приводит не просто к соответствующему изменению тока в цикле dI и соответственно среднего тока I (как в случае с прерывистым током дросселя), но и к постоянно накапливающемуся с каждым последующим циклом изменению этого среднего тока I даже и без дальнейшего изменения временнЫх соотношений, и остановиться этот процесс может только когда установится равновесие U(in)*t(on) = (через промежуточный L*dI) = U(out)*t(off).

Это постепенное изменение среднего тока вполне уместно в моменты изменения нагрузки для поддержания постоянного напряжения на выходе и как раз и происходит в эти моменты, но при установившемся токе нагрузки (вне зависимости от его значения, если только он не прерывается в паузе) соотношение длительностей соответствует только соотношению напряжений, т.к. именно только в этом случае не происходит дальнейшего постоянного поциклового изменения среднего тока и этот ток можно сохранить и удержать на нужном уровне.

И только при значительном уменьшении тока нагрузки, когда его уже становится недостаточно для поддержания режима непрерывного тока в дросселе, ситуация меняется и длительность рабочего цикла и паузы также и в установившемся режиме (а не только в переходные моменты) начинает зависеть от тока нагрузки при поддерживании постоянного выходного напряжения, т.к. в отличие от первого случая теперь результат предыдушего цикла уже не влияет на начало последующего цикла и при изменении длительности частей цикла происходит только соответствующее этому изменению увеличение или уменьшение тока, без последующего его постепенного нарастания или спада.

Иначе говоря, во втором случае поддержание установившегося тока в дросселе при разном токе нагрузки определяется длительностью активной части импульса (ток напрямую привязан к его длительности), в то время как в первом случае это определяется соотношением длительностей активной части и паузы, от которого зависит направление изменения тока (в отсутствие этого изменения средний ток может быть разным при том же соотношении длительностей).

В специализированной литературе по силовым преобразователям эти явления также должны быть в большей или меньшей степени описаны при рассмотрении отличий режима прерывистого тока от режима непрерывного тока.

Спасибо за ответ!

Цитата:

Насколько я понимаю, это справедливо для всех преобразователей, работающих в режиме непрерывных токов в индуктивностях...

Отсутствие опыта порождает вопросы подобные вопросу о зависимости рабочего цикла от соотношения входного и выходного напряжений. Не врубился, т.к. не понял, что тезис имеет смысл в контексте установившегося режима. Ну тут еще и мои проблемы с переводом. Так что не судите строго.
что касается схемы, то сомнений добавилось.
- потянет ли выходной драйвер LM3478 емкость IRFI1010N?
- не слабоват ли этот транзистор?
- а если поставить какой-нибудь на Ron= 6мОм, то току от LM3478 потребуется еще больше, так может доп драйвер добавить?
- а понравится ли это LM3478 с точки зрения появления доп задержки 30-50нс?
- а где взять такой резистор 4,3 мОм?