Два варианта преобразователя SEPIC

Texas Instruments TL3843P

Журнал РАДИОЛОЦМАН, май 2019

Gheorghe Plasoianu

EDN

Преобразователь с несимметрично нагруженной первичной индуктивностью (SEPIC) является хорошо известной разновидностью DC/DC преобразователя, который в своей стандартной форме может вырабатывать выходное напряжение большее, меньшее или равное входному, и той же полярности. Это делает его особенно полезным в приложениях с батарейным питанием, где начальное напряжение выше, а к концу становится ниже требуемого стабилизированного выходного напряжения.

Стандартная форма преобразователя SEPIC.
Рисунок 1. Стандартная форма преобразователя SEPIC.

В стандартной схеме SEPIC управляющее устройство (обычно это MOSFET, представленный на Рисунке 1 переключателем S1) устанавливает выходное напряжение в соответствии с величиной коэффициента заполнения D. Выходное напряжение определяется коэффициентом преобразования:

При необходимости имеется возможность сместить выходное напряжение, подключив нижний конец L2 к источнику постоянного напряжения VBOOST, как это показано на Рисунке 2.

Преобразователь SEPIC с источником вольтодобавки.
Рисунок 2. Преобразователь SEPIC с источником вольтодобавки.

Выходное напряжение при такой конфигурации схемы будет равно

Вариант 1

Поскольку управляющий элемент работает только с частью выходного напряжения, этот подход можно использовать для стабилизации напряжения, намного превышающего допустимое напряжение MOSFET. Рисунок 3 демонстрирует схему проверенной работоспособной конструкции с напряжением вольтодобавки, создаваемым верхней вторичной обмоткой трансформатора. Преимущество этого преобразователя, в отличие от других аналогичных решений, состоит в том, что напряжение вольтодобавки и регулируемое напряжение имеют общую землю. Следует отметить, однако, что, хотя MOSFET не должен выдерживать высокое напряжение, конденсатор C3 должен быть высоковольтным.

Полная схема преобразователя SEPIC с высоковольтным выходом и вольтодобавочной обмоткой трансформатора.
Рисунок 3. Полная схема преобразователя SEPIC с высоковольтным выходом
и вольтодобавочной обмоткой трансформатора.

Схема обеспечивает хорошую стабилизацию даже при изменяющейся нагрузке. При испытаниях изменение тока нагрузки от 20 мА до 200 мА приводило к падению выходного напряжения всего на 0.5 В.

Вариант 2

Преобразователь SEPIC с биполярными выходами.
Рисунок 4. Преобразователь SEPIC с биполярными выходами.

Вариант обычного преобразователя SEPIC, показанный на Рисунке 4, обеспечивает два равных напряжения противоположной полярности, где

и

По сравнению с описанным ранее комбинированным преобразователем Ćuk-SEPIC [1], он имеет намного лучшую перекрестную стабилизацию между двумя выходными напряжениями. Однако две индуктивности L2 и L3 должны быть хорошо связаны, чтобы избежать «звона» на катоде D2. Или же, должна использоваться подходящая снабберная цепочка. Практическая реализация такого подхода показана на Рисунке 5.

Практическая реализация преобразователя SEPIC с двумя выходами.
Рисунок 5. Практическая реализация преобразователя SEPIC с двумя выходами.

Испытание преобразователя с различными нагрузками дало результаты, представленные в Таблице 1. При этом

Таблица 1. Результаты испытаний преобразователя
VIN IIN V+ RL+ V RL−
26.6 0.38 16.00 60 −15.54 60
26.6 0.47 16.00 60 −15.47 40
26.6 0.48 16.00 40 −15.60 60

На Рисунке 6 представлены формы сигналов на затворе MOSFET и, соответственно, на катоде D2 и аноде D1.

Зависимость напряжения на затворе MOSFET от напряжения на катоде D2 (а) и аноде D1 (б).
Рисунок 6. Зависимость напряжения на затворе MOSFET от напряжения на катоде D2 (а) и аноде D1 (б).

Ссылки

  1. SEPIC/Ćuk converter sprouts second output

Материалы по теме

  1. Datasheet Texas Instruments TL3843P
  2. Datasheet ISC IRF541
  3. Datasheet Vishay UF5400

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Two variations on the SEPIC converter

Цена TL3843PTL3843P на РадиоЛоцман.Цены — от 9,00 до 94,07 руб.
35 предложений от 21 поставщиков
PWM CONTROLLER, CURR MODE, VSSOP8; Controller Type:PWM; Voltage, Input Max:5.5V; Voltage, Output Max:30V; Current, Output Max:200mA; Output Type:Totem Pole; Energy, Output...
ПоставщикПроизводительНаименованиеЦена
ТриемаTL3843P DIP89,00 руб.
AliExpressTL3843B TL3843P 3843 DIP-8 10 шт/много10,16 руб.
КонтестTexas InstrumentsTL3843P62,16 руб.
LifeElectronicsTexas InstrumentsTL3843Pпо запросу
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя