?SEPIC驅(qū)動(dòng)器工作原理及其性能參數(shù)

?SEPIC驅(qū)動(dòng)器(Single Ended Primary Inductor Converter)?是一種非隔離的DC/DC轉(zhuǎn)換器，能夠?qū)崿F(xiàn)升降壓功能，尤其適合電池供電的應(yīng)用場(chǎng)合。SEPIC驅(qū)動(dòng)器允許輸出電壓大于、小于或者等于輸入電壓，輸出電壓由主控開關(guān)(如三極管或MOS管)的占空比控制?12。

工作原理

SEPIC驅(qū)動(dòng)器的基本工作原理是通過(guò)在Boost電路中插入一個(gè)LC環(huán)節(jié)來(lái)構(gòu)成。具體來(lái)說(shuō)，SEPIC電路通常包含兩個(gè)電感L1和L2，且這兩個(gè)電感相等。在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，電感在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)不儲(chǔ)存能量，因此電感上的平均電壓為零，這使得中間的耦合電容Cac的電壓Vac等于輸入電壓Vin?34。通過(guò)調(diào)整主控開關(guān)的占空比，可以改變輸出電壓的大小?12。

應(yīng)用場(chǎng)景

SEPIC驅(qū)動(dòng)器特別適合電池供電的應(yīng)用場(chǎng)合，如車載電子設(shè)備、LED驅(qū)動(dòng)電源等。由于其輸入輸出同極性，可以在電池電壓高于或低于所需輸入電壓時(shí)仍能正常工作，因此在這些應(yīng)用中具有顯著優(yōu)勢(shì)?13。例如，在車載應(yīng)用中，電池電壓在汽車啟動(dòng)時(shí)會(huì)瞬間跌落，SEPIC驅(qū)動(dòng)器能夠保持用電設(shè)備正常工作?4。

性能參數(shù)

SEPIC驅(qū)動(dòng)器的主要性能參數(shù)包括：

?輸入電壓范圍?：通常在1V至60V之間，具體取決于應(yīng)用和設(shè)計(jì)規(guī)格?1。

?輸出電壓范圍?：同樣在1V至60V之間可調(diào)?1。

?輸出電流?：從幾百毫安至幾安培不等，取決于電感器和開關(guān)管的大小以及工作頻率?1。

?工作頻率?：一般在幾十千赫茲至幾百千赫茲之間，工作頻率越高，轉(zhuǎn)換器體積和重量越小，但會(huì)增加開關(guān)管的損耗和電磁干擾?1。

?效率?：一般在90%以上，具有較高的能量利用效率?1。

SEPIC(single ended primary inductor converter) 單端初級(jí)電感式轉(zhuǎn)換器,是一種允許輸出電壓大于、小于或者等于輸入電壓的DCDC變換器。輸出電壓由主控開關(guān)(三極管或MOS管)的占空比控制。

這種電路最大的好處是輸入輸出同極性。尤其適合于電池供電的應(yīng)用場(chǎng)合，允許電池電壓高于或者小于所需要的輸入電壓。比如一塊鋰電池的電壓為3V ~ 4.2V，如果負(fù)載需要3.3V，那么SEPIC電路可以實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換。另外一個(gè)好處是輸入輸出的隔離，通過(guò)主回路上的電容C1實(shí)現(xiàn)。同時(shí)具備完全關(guān)斷功能，當(dāng)開關(guān)管關(guān)閉時(shí)，輸出電壓為0V。

該驅(qū)動(dòng)器電路參考設(shè)計(jì)是為少量(大約2至6個(gè))LED供電的理想選擇。優(yōu)勢(shì)包括5.7cm x 3.1mm的小PCB尺寸，寬輸入和輸出電壓范圍以及可選的調(diào)光功能。

在今天的博客文章中，我們將討論安森美半導(dǎo)體的高亮度LED SEPIC驅(qū)動(dòng)器參考設(shè)計(jì)。有關(guān)超出本博客文章范圍的詳細(xì)信息，請(qǐng)參考設(shè)計(jì)說(shuō)明DN06031 / D。該驅(qū)動(dòng)器電路參考設(shè)計(jì)是為少量(大約2至6個(gè))LED供電的理想選擇。優(yōu)勢(shì)包括5.7cm x 3.1mm的小PCB尺寸，寬輸入和輸出電壓范圍以及可選的調(diào)光功能。

LED驅(qū)動(dòng)器電路圍繞ON Semiconductor NCP3065恒流開關(guān)穩(wěn)壓器IC構(gòu)建。NCP3065上有7個(gè)功能引腳。引腳1和2是正輸出和負(fù)輸出，用于驅(qū)動(dòng)PCB上的分立功率MOSFET。引腳3用于連接電容器，該電容器控制振蕩器的頻率和輸出開關(guān)的關(guān)斷時(shí)間。引腳4和6分別為GND和VCC。引腳5連接到比較器反相輸入，該反相輸入用于檢測(cè)輸出電平并啟用/禁用輸出開關(guān)。引腳7允許NCP3065接收數(shù)字PWM輸入以進(jìn)行調(diào)光控制。請(qǐng)注意，建議使用高于200Hz的PWM頻率，以避免LED燈出現(xiàn)明顯的閃爍。

NCP3065開關(guān)輸出為SEPIC或單端初級(jí)電感轉(zhuǎn)換器供電。此DC-DC轉(zhuǎn)換器的主要優(yōu)點(diǎn)是輸入電壓可以高于或低于預(yù)期的輸出電壓?？梢詫⑵湟暈榕c降壓-升壓轉(zhuǎn)換器相連的升壓轉(zhuǎn)換器。SEPIC使用兩個(gè)分立的電感器，但是通過(guò)選擇耦合電感器(變壓器)可以節(jié)省電路板面積。電感器的尺寸還決定了電感器電流紋波的數(shù)量，較大的電感值會(huì)產(chǎn)生較低的紋波。

SEPIC輸出饋入由達(dá)林頓NPN晶體管，PNP晶體管，二極管和功率MOSFET組成的驅(qū)動(dòng)器電路輸出級(jí)。建議選擇具有低導(dǎo)通電阻和低輸入柵極電容的功率MOSFET，以 地提高驅(qū)動(dòng)器效率。

LED驅(qū)動(dòng)器內(nèi)置了一些保護(hù)功能。故障的LED開路負(fù)載出現(xiàn)高阻抗，并可能產(chǎn)生超出NCP3065安全工作范圍的電壓。因此，D3齊納二極管可防止該過(guò)電壓。發(fā)生短路故障時(shí)，分立電阻器R10和R11提供電流限制。

總之，高亮度LED SEPIC驅(qū)動(dòng)器參考設(shè)計(jì)是驅(qū)動(dòng)總功率低于15W的一些大電流LED的 選擇，尤其是當(dāng)輸入電源上的電壓可以在很寬的范圍內(nèi)變化時(shí)。