單端初級電感轉(zhuǎn)換器 (SEPIC) 能夠通過一個(gè)大于或者小于調(diào)節(jié)輸出電壓的輸入電壓工作。除能夠起到一個(gè)降壓及升壓轉(zhuǎn)換器的作用以外，SEPIC還具有較少的有源組件、一個(gè)簡易控制器和鉗位開關(guān)波形，從而提供低噪聲運(yùn)行?？词欠袷褂脙蓚€(gè)磁繞組，是我們識別SEPIC的一般方法。這些繞組可繞于共用鐵芯上，其與耦合雙繞組電感的情況一樣，或者它們也可以是兩個(gè)非耦合電感的單獨(dú)繞組。設(shè)計(jì)人員通常不確定哪一種方法*佳，以及兩種方法之間是否存在實(shí)際差異。本文對每種方法進(jìn)行研究，并討論每種方法對實(shí)際 SEPIC 設(shè)計(jì)產(chǎn)生的影更小尺寸且更高效的 SEPIC 盡管對于能夠?qū)Ω叩洼斎腚妷褐g的輸出電壓例如未經(jīng)調(diào)節(jié)的墻上 12V 電源進(jìn)行調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)換器需求一直都存在而且 DC/DC 單端初級電感轉(zhuǎn)換器 (SEPIC) 拓?fù)湟膊皇鞘裁葱聳|西但的確直到近它才開始流行起來。雖然我們可以將任何升壓轉(zhuǎn)換器/控制器配置為一個(gè) SEPIC但其在近才得到普遍的使用。兩個(gè)因素促進(jìn)了 SEPIC 的人氣大增(1) IC 制造廠商已經(jīng)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(bǔ)償(2) 電感制造廠商已經(jīng)開始制造許多可以*小化轉(zhuǎn)換器總 PCB 體積的單封裝耦合電感。特別是改用耦合電感以后許多具有兩個(gè)單獨(dú)電感應(yīng)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(gè) SEPIC。

更吸引人的是使用一個(gè) 11 耦合電感的 SEPIC 可迫使電感紋波電流在兩個(gè)繞組之間分開從而允許使用兩個(gè)單獨(dú)電感要求電感的 2/1產(chǎn)生相同的紋波電流。相對于相同尺寸封裝中 2 倍電感值的兩個(gè)單獨(dú)電感耦合電感具有更低的 DC 電阻其有助于提高總轉(zhuǎn)換器效率。特別是15-V 輸入和 12-V、325-mA 輸出時(shí)圖 1 所示 SEPIC 的效率超出 91%。更多詳情請參見參考文獻(xiàn) 1。  更小尺寸的 ZETA 轉(zhuǎn)換器 由于使用了兩個(gè)電感和一個(gè)耦合電容ZETA 轉(zhuǎn)換器擁有與 SEPIC 一樣的升壓降壓功能但使用的是一個(gè)降壓控制器而非升壓控制器。圖 2 顯示了 ZETA 結(jié)構(gòu)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相同的紋波電流這種 ZETA 轉(zhuǎn)換器只要求一半的電感。還是與 SEPIC 一樣其總體電源體積比使用兩個(gè)單獨(dú)電感小三分之一。由于輸出電感電流不斷流入 ZETA 轉(zhuǎn)換器的輸出ZETA 轉(zhuǎn)換器的輸出具有比相同電感的 SEPIC 更低的紋波。因此相比 SEPICZETA 可能更適合于低噪聲應(yīng)用。更多詳情請參見參考文獻(xiàn) 2。
圖 2 使用 TI TPS40200 和 Coiltronics DRQ74 的 ZETA 轉(zhuǎn)換器

分離軌電源 匹配正負(fù)電源軌是許多工業(yè)應(yīng)用的常見要求對放大器而言更是如此。我們可以對寬輸入范圍降壓轉(zhuǎn)換器進(jìn)行配置以提供負(fù)輸出電壓。使用一個(gè)耦合電感代替這種反相降壓轉(zhuǎn)換器的電感并增加一個(gè)二極管和電容器便可將這種反相降壓轉(zhuǎn)換器變?yōu)橐粋€(gè)雙輸出的轉(zhuǎn)換器。圖 3 顯示了以這種方法使用的 TI TPS54160 和 Coilcraft 150-μH MSD1260。只要每個(gè)軌的負(fù)載稍有接近我們就對每個(gè)軌之間的差異進(jìn)行調(diào)節(jié)而非單獨(dú)調(diào)節(jié)每個(gè)軌但耦合電感卻可以幫助提供對每個(gè)軌的優(yōu)異調(diào)節(jié)。更多詳情請見參考文獻(xiàn) 3。  圖 3 使用 TI TPS54160 和 Coilcraft MSD1260 的分離軌降壓轉(zhuǎn)換器 


更高的輸出電壓 集成 FET 的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器的輸出電壓受限于轉(zhuǎn)換器的開關(guān)電流額定值。將一個(gè) 11 以上匝比的耦合電感連接至轉(zhuǎn)換器的開關(guān) (SW) 引腳可以擴(kuò)展所有升壓轉(zhuǎn)換器的有效輸出電壓范圍。例如圖 4 顯示了 30-V *大電流額定值的 TI TPS61040 升壓轉(zhuǎn)換器其作用是提供 35V 或更高的電壓同時(shí)還顯示了一個(gè) 12 耦合電感 Coilcraft LPR4012-103B。耦合電感結(jié)構(gòu)多繞組端與二極管串聯(lián)時(shí)單繞線電感——以及由此產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換器開關(guān) FET—電壓只有輸出電壓的三分之一即負(fù)輸入電壓。  圖 4 具有更大輸出電壓范圍的 TI TPS61040 和 Coilcraft LPR4012-103B