电源设计小贴士：注意SEPIC耦合电感回路电流(2)

现代电力电子技术报告—SEPIC电路分析现代电力电子技术报告SEPIC 电路分析一、电路结构图：图1为SEPIC 电路拓扑图V R图1 SEPIC 电路拓扑图二、电路分析SEPIC 变换器原理电路如图1所示。

1L i 、2L i 分别为电感1L 、2L 上的电流，D 表示占空比，T 表示开关周期，on T 、off T 分别表示开关导通和关断的时间。

由于SEPIC 电路中存在两个电感，一般定义电路连续或不连续导电模式以整流二极管D 的导电模式为准。

在一个开关周期中开关管1Q 的截止时间()1-D T 内，若二极管电流总是大于零，则为电流连续;若二极管电流在一段时间内为零，则为电流断续工作。

若二极管电流在T 时刚好降为零，则为临界连续工作方式。

假设1C 很大，变换器在稳态工作时，1C 的电压基本保持不变（1）连续状态连续导电模式时电路工作可以分为1Q 导通和1Q 关断两个模态：工作模态1：（0，on T ）模态V R图2 1Q 导通时SEPIC 电路等效电路图（连续）在这个模态中，开关管1Q 导通，二极管D 截止，如图2所示。

变换器有三个回路：第一个回路：电源、1L 和1Q 回路，在g V 的作用下，电感电流1L i 线性增长; 第二个回路：1C ，1Q 和2L 回路，1C 通过1Q 和进行放电，电感电流2L i 线性增长; 第三个回路是2C 向负载供电回路，2C 电压下降，因2C 较大，故2C 上电压下降很少，可以近似地认为2C O U U =,流过1Q 的电流112=+Q L L i i i 11=L g di L V dt(1) 22=L o di L U dt(2) 当t=on T 时，1L i 和2L i 达到最大值1max L i 和2max L i 。

工作模态2：（on T ，T ）模态V R图3 1Q 关断时SEPIC 电路等效电路图（连续）在t=on T 时刻，1Q 关断，此时形成两个回路，如图3所示：第一个回路：电源、1L 、1C 经二极管D 至负载回路，电源和电感1L 储能同时向1C 和负载馈送，1C 储能增加，而1L i 减小;第二个回路是2L 和D 至负载的续流回路，2L 储能释放到负载，故2L i 下降。

sepic耦合电感均流
SEPIC耦合电感均流是电子电路中的一种现象，其中电路中的电感电流在两个或多个电感之间分配，以使每个电感上的电流相等或近似相等。

SEPIC（单端初级脉冲宽度调制）是一种常见的电源转换器拓扑，它通常用于在宽电压范围内提供恒定的输出电压。

在SEPIC电路中，耦合电感的主要作用是传递能量，以便在一个电压周期内将电力从输入电源转移到输出负载。

为了实现耦合电感均流，SEPIC电路采用了一种叫做“磁复位”的技术。

这种技术的基本思路是在一个电压周期结束时，使用一个附加的磁化电感来抵消主电感中的任何剩余磁通。

这样，主电感中的磁通可以被重设为零，为主电感中的下一个电压周期做准备。

这种磁复位过程可以确保在两个或多个耦合电感之间实现均流。

在磁复位期间，所有电感上的电流都会被强制相等。

然后，当主电感开始下一个电压周期时，所有电感上的电流将同时增加或减少，以保持总电流不变。

总的来说，SEPIC耦合电感均流是通过磁复位技术实现的，它可以确保在电路中的所有电感上的电流都相等或近似相等。

sepic电路工作原理SEPIC电路是一种经典的直流-直流（DC-DC）变换器，它可以实现非隔离的升压和降压功能。

SEPIC电路能够对输入电压进行有效的调整，以提供所需的输出电压。

1. SEPIC电路的基本原理SEPIC电路由两个电感、两个电容和开关器件组成。

它的基本工作原理是通过周期性地开关开关器件来调整电感和电容的充放电过程，从而实现升压或降压转换。

在升压过程中，当开关器件关闭时，电感储存能量，并将其传输到输出电压。

当开关器件打开时，电容通过电感放电，将输出电流稳定地供应给负载。

在降压过程中，当开关器件关闭时，电感通过负载吸收输入电压，并将其传输到输出电容。

当开关器件打开时，电容储存能量，并将其放大到所需的输出电压。

通过控制开关器件的开关周期和占空比，SEPIC电路可以实现在输入电压变化的情况下稳定输出电压。

由于其特殊的工作原理，SEPIC电路可以用于多种应用，如电池充电、LED驱动和太阳能转换等。

2. SEPIC电路的优点SEPIC电路具有一些独特的优点，使得它在一些特定的应用中被广泛采用。

SEPIC电路能够实现非隔离的升压和降压功能。

这使得SEPIC电路成为一个灵活的解决方案，可以适应不同的应用需求。

由于SEPIC电路连接了两个电容，相比其他DC-DC变换器，它在输入和输出端口之间具有更低的电流波动。

这样可以减少电源噪声，并提供更稳定的输出电压。

SEPIC电路还具有输入和输出电流的连续性特性，这意味着它可以在高转换比下实现高效率。

3. SEPIC电路的应用由于SEPIC电路的特点，它在许多电子设备中得到广泛应用。

在电池充电应用中，SEPIC电路被用于将电池的输出电压升压到所需的充电电压。

通过控制输出电压和电流，SEPIC电路可以实现对电池的高效充电。

在LED照明应用中，SEPIC电路可以将电池或电网供电的低电压升压到适合LED的工作电压。

这样可以提供稳定和高效的LED驱动电源。

另外，SEPIC电路还被广泛应用于太阳能转换器中。

SEPIC耦合电感回路电流在这篇《电源设计小贴士》中，我们将确定SEPIC 拓扑中耦合电感的一些漏电感要求。

在不要求主级电路和次级电路之间电气隔离且输入电压高于或者低于输出电压时，SEPIC 是一种非常有用的拓扑。

在要求短路电路保护时，我们可以使用它来代替升压转换器。

SEPIC 转换器的特点是单开关工作和连续输入电流，从而带来较低的电磁干扰(EMI)。

这种拓扑(如图1 所示)可使用两个单独的电感(或者由于电感的电压波形类似)，因此还可以使用一个耦合电感，如图所示。

因其体积和成本均小于两个单独的电感，耦合电感颇具吸引力。

其存在的缺点是标准电感并非总是针对全部可能的应用进行优化。

图1 SEPIC 转换器使用一个开关来升降输出电压这种电路的电流和电压波形与连续电流模式(CCM) 反向电路类似。

开启Q1 时，其利用耦合电感主级的输入电压，在电路中形成能量。

关闭Q1 时，电感的电压逆转，然后被钳制到输出电压。

电容C_AC 便为SEPIC 与反向电路的差别所在;Q1开启时，次级电感电流流过它然后接地。

Q1 关闭时，主级电感电流流过C_AC，从而增加流经D1 的输出电流。

相比反向电路，这种拓扑的一个较大好处是FET 和二极管电压均受到C_AC 的钳制，并且电路中很少有振铃。

这样，我们便可以选择使用更低的电压，并由此而产生更高功效的器件。

由于这种拓扑与反向拓扑类似，因此许多人会认为要求有一套紧密耦合的绕组。

然而，情况却并非如此。

图2 显示了连续SEPIC 的两个工作状态，其变压器已通过漏电感(LL)、磁化电感(LM) 和一个理想变压器(T) 建模。

经检查，漏电感的电压等于C_AC 的电压。

因此，较小值C_AC 或者较小漏电感的大AC 电压会形成较大的回路电流。

较大的回路电流会降低转换器的效率和EMI 性能，而这种情况是我们所不希望出现的。

减少这种大回路电流的一种方法是增加耦合电容(C_AC)。

但是，这样做是以成本、尺寸和可靠性为代价的。

sepic电路工作原理及电路分析SEPIC电路是Sinusoidal路，它是把单相变换器与负载电路连接在一起，形成一个闭环电路，以实现改变电压并发散功率的目的。

通常，SEPIC电路由两个变压器、一个逆变器、一个滤波器、一个调节器及其他的元件组成，与其它的变换器相比，SEPIC电路具有较强的电压调节能力。

SEPIC电路的工作原理可以简要概括为：首先，SEPIC电路会通过变压器将直流电压变换为较低的电压，接着，它会通过逆变器将低压直流电压变换为高压交流电压，最后，通过滤波器将高压交流电压变换为输出电压，供负载使用，并使负载接收电量。

SEPIC电路的优点，主要体现在以下几个方面：首先，它具有良好的电压转换能力，能够很好地将直流电压变换为较高的电压，从而能满足负载的电压要求。

其次，SEPIC电路有着极佳的功率分配能力，它能够将功率输出到负载上，减少功率损失和浪涌，并且能够降低发热量。

最后，SEPIC电路具有耐久性良好，不容易受到外界环境的影响，可以持续长时间运行。

虽然SEPIC电路具有许多优点，但是它仍然存在以下几个缺点：首先，SEPIC电路有着较高的制造成本，因为它含有较多的元件，而这些元件使制造成本增加了。

其次，SEPIC电路的复杂性高，它的运行原理要求电气工程师有较高的理论水平，这也限制了它运行的稳定性。

最后，SEPIC电路容易受到外界环境的影响，由于它的元件会受到低温和湿度的影响，使电路组件的运行变得不稳定。

总之，SEPIC电路是一种高科技的变换器，既具有良好的电压转换能力，同时也有良好的功率分配能力，它的缺点主要与其高制造成本和复杂性有关，但对于许多应用来说，SEPIC电路仍然是一种理想的选择。

根据SEPIC电路的设计原理，SEPIC电路的电路分析可以归纳为以下几个步骤：首先，要对SEPIC电路进行晶体管和元件级分析，了解其内部结构，以便进一步分析。

其次，要对SEPIC电路的控制和调节器进行分析，以了解调节器对电路运行的影响。

课程设计说明书课程名称：电力电子课程设计设计题目：Sepic电路的建模与仿真专业：电气工程及其自动化班级：2009级电气（4）班学号：200930213291姓名：禤培正指导教师：郭红霞华南理工大学电力学院2013 年1 月课程设计任务书1．题目Sepic电路建模、仿真2．任务建立Sepic电路的方程，编写算法程序，进行仿真，对仿真结果进行分析，合理选取电路中的各元件参数。

3．要求课程设计说明书采用A4纸打印，装订成本；内容包括建立方程、编写程序、仿真结果分析、生成曲线、电路参数分析、选定。

V1=20－40VV2=26VI0=0 ~ 1AF=50kH Z指导教师评语：指导教师：2013年月日目录1 Sepic电路分析 (1)1.1 Sepic电路简介 (1)1.2 原理分析 (1)1.3 电力运行状态分析 (2)2 Sepic电路各元件的参数选择 (7)2.1 Sepic电路参数初值 (7)2.2 电路各元件的参数确定 (7)3 控制策略的设定 (11)4 Matlab编程仿真 (12)4.1根据状态方程编写Matlab子程序 (12)4.2 求解算法的基本思路 (13)4.3 Matlab求解Sepic电路主程序 (15)5 通过分析仿真结果合理选取电路参数L1，L2，C1，C2 (18)5.1参数L1的确定 (18)5.2参数L2的确定 (20)5.3参数C1的确定 (21)5.4参数C2的确定 (22)5.5 采用校核后的参数仿真 (24)6 采用Matlab分析Sepic斩波电路的性能 (24)6.1 计算电感L2的电流I L2出现断续的次数 (24)6.2 纹波系数的计算 (25)6.3 电压调整率 (25)6.4 负载调整率 (26)6.5 电路的扰动分析 (27)7 参考文献 (30)1Sepic电路分析1.1Sepic电路简介Sepic斩波电路是开关电源六种基本DC/DC变换拓扑之一，是一种允许输出电压大于、小于或者等于输入电压的DC/DC斩波电路。

SEPIC电路电感的选取1. 引言SEPIC（Single Ended Primary Inductor Converter）电路是一种常用的DC-DC变换器拓扑结构，它具有输入输出隔离、可调输出电压和反激保护等特点，在各种应用中被广泛使用。

在设计和实现SEPIC电路时，选择合适的电感是至关重要的一步。

本文将详细介绍SEPIC电路电感的选取方法和注意事项。

2. SEPIC电路简介SEPIC电路是一种非绝缘型升压/降压拓扑结构，可以实现输入与输出之间的隔离。

它由一个开关元件（如MOSFET）、两个串联的储能元件（如电感L1和L2）以及几个辅助元件（如二极管D1、D2和滤波电容C）组成。

SEPIC电路可以将输入直流电压转换为较高或较低的输出直流电压，且输出电压可调。

3. SEPIC电路工作原理当开关元件导通时，L1储存能量，并通过二极管D1向负载提供能量；当开关元件断开时，L2储存能量，并通过二极管D2向负载提供能量。

通过交替导通和断开，SEPIC电路可以实现输入与输出之间的能量转换。

4. SEPIC电路电感的选取方法在选择SEPIC电路的电感时，需要考虑以下几个因素：4.1. 输出功率和负载特性首先要确定所需的输出功率和负载特性。

根据输出功率和负载电流，可以计算出所需的平均电感电流。

这将有助于确定合适的电感值范围。

4.2. 开关频率开关频率对于选择合适的电感也是一个重要因素。

较高的开关频率通常需要较小的电感值，而较低的开关频率则需要较大的电感值。

4.3. 输入输出电压差输入输出之间的电压差也会影响到选择合适的电感。

较大的输入输出差异通常需要较大的电感值。

4.4. 磁芯材料和损耗选择合适的磁芯材料也是非常重要的一步。

不同材料具有不同的磁导率、饱和磁感应强度和损耗特性。

根据设计要求和性能指标，选择合适材料进行设计。

4.5. 预估电感值根据以上因素，可以预估出合适的电感值范围。

在实际设计中，可以选择最接近的标准电感值，并进行实际测试和调整。

电感变换器的PCB设计正确的PCB设计是成功实现电源设计的最重要因素之一，优秀的PCB 布局布线可提高电源的稳定性并减小EMI，理解电流的流向并找出高频回路是设计中的关键。

单端初级电感变换器（SEPIC）是一种同时具有升压和降压功能的非隔离型电源。

这种电源转换器在输入电压低于输出电压时可以发挥升压作用，而在输入电压高于输出电压时可以发挥降压作用。

SEPIC电路在电池供电的系统（例如汽车电子）中应用广泛。

本文简要介绍SEPIC电路PCB设计的关键考量因素及注意事项。

一个典型的SEPIC如下图所示，当开关管Q1导通时，电流回路如橙色箭头所示，当开关管Q1关断时，电流回路如绿色箭头所示。

附图：12W SEPIC电路原理实例（图片来自TI）可见，存在高频开关电流的回路有两个：一是：从Vin网络到L1初级再到开关管Q1再到GND的回路二是：从L1次级到D2到输出滤波电容再到GND的回路。

为了取得很好的噪声抑制效果并减小EMI，有如下建议：（1）布局时要使高频开关电流两个环路路径尽可能最短；（2）保证大面积的地平面把输入电容、开关管和输出电容连接起来，形成低阻抗的地回路。

（3）VQ是高频辐射网络，布局上距离要尽可能短，在保证通流的情况下使此网络的铜皮面积尽可能小。

对于控制部分，有如下建议：（1）要使驱动信号DR走线尽量短，并包地以抗干扰。

（2）电流检测信号ISEN从R10两端采样，傍地成对走线，并注意避开高频干扰源。

（3）补偿电路COMP尽量靠近芯片U1。

（4）电压反馈信号Vo从输出电容C13之后取样，走线避开干扰。

电源PCB的Layout设计是一项极富技巧性的工作，在设计时，要从原理出发仔细推敲每一个设计细节，这样才能做出优秀的设计并体会到其中的乐趣。

SEPIC电路简介SEPIC电路（Single-Ended Primary Inductor Converter）是一种常用的DC-DC转换器电路，也被称为buck-boost转换器。

与其他常见的DC-DC转换器（如升压、降压和反激转换器）不同，SEPIC电路能够实现输入电压为高或低的情况下输出电压的变换。

SEPIC电路广泛应用于移动电源、太阳能电池充电器和LED驱动等领域。

SEPIC电路由输入电感、输出电容和开关器件构成。

通过周期性地切换开关器件的导通和关断状态，实现从输入端到输出端的能量传输。

SEPIC电路的工作原理相对简单，但设计过程需要考虑输入电压变化、输出电流波动等因素。

下面将详细解释SEPIC电路的基本原理。

SEPIC电路工作原理电路结构SEPIC电路的原理图如下所示：Vi Voo---^^^--| |----^^^-----o| |L C| |o--------| |----|<|----oC1其中， - Vi是输入电压 - Vo是输出电压 - L是输入电感 - C和C1是相互连接的电容器 - | |是控制开关器件的PWM信号基本工作原理SEPIC电路的基本工作原理可以分为两个阶段：导通状态和关断状态。

导通状态1.开启状态：当开关器件导通时，输入电压Vi经过开关器件和电感L，流入电容C和负载。

2.能量贮存：此时，电感L储存能量，并产生一个电感电流（IL），同时，电容C也开始储存能量。

3.二极管芯片关断：当开关器件断开导通时，电容C通过二极管芯片的阻止，阻止电容器上的电能流回输入电源。

4.此时，电容C释放储存的能量供应负载，且电感L中的电流继续流动。

由于电容C和电感L的连续电动势的存在，电感电流IL能继续流动。

关断状态1.开关器件关断：当开关器件断开连接时，电感L通过二级开关连接到负载和电源的负极，电感电流通过二级开关器件流动。

2.二级开关器件导通：此时，电容C1处于正电压状态，电容器开始为负载供电。

一、Sepic电路的原理Sepic电路是一种特殊的升压/降压转换器，能够将输入电压转换为高于或低于输入电压的输出电压。

Sepic电路适用于需要输入电压范围较大的场合，能够提供稳定的输出电压。

Sepic电路的原理包括两种工作模式：降压模式和升压模式。

在降压模式下，Sepic电路将输入电压降低，并通过输出电感和电容储存能量，然后再将能量输出到负载上。

在升压模式下，Sepic电路将输入电压升高，并同样通过输出电感和电容实现能量转换。

Sepic电路通过控制开关管的导通时间和断开时间来实现对输出电压的稳定控制。

二、Sepic电路的拓扑原理Sepic电路的拓扑结构包括输入电感、输出电感、输出电容、开关管和二极管等元件。

在降压模式下，开关管导通时电压输入到输入电感和输出电容中，然后通过二极管将电流传递到负载上。

在升压模式下，开关管导通时电压输入到输入电容中，然后通过输出电感和二极管将电流传递到负载上。

Sepic电路的拓扑结构使其能够实现对输入电压的稳定转换，并能够适应不同的输入、输出电压需求。

三、Sepic电路的优势1. 输入电压范围广：Sepic电路能够适应较大范围的输入电压，能够稳定输出电压，适用范围广。

2. 输出电压稳定：Sepic电路通过控制开关管的导通时间和断开时间，能够实现对输出电压的精确控制，保证输出电压的稳定性。

3. 结构简单：Sepic电路的拓扑结构简单，元件使用较少，能够降低成本，提高可靠性。

4. 输出电流平滑：Sepic电路通过输出电感和电容对电流进行平滑处理，输出电流波形稳定，减小对负载的影响。

四、Sepic电路的应用1. 电力转换：Sepic电路能够将太阳能板、风力发电机等不稳定的电能转换为稳定的输出电压，满足电力转换的需求。

2. 汽车电子：Sepic电路在汽车电子领域有广泛应用，能够将汽车电瓶的电压转换为适合汽车电子设备使用的稳定电压。

3. LED照明：Sepic电路能够将市电电压转换为LED灯具所需的电压和电流，适用于LED照明领域。