Zeta和SEPIC轉(zhuǎn)換器使用相同的公式來(lái)計(jì)算連續(xù)導(dǎo)通模式下的開(kāi)關(guān)占空比，并且鑒于它們具有相同的開(kāi)關(guān)電流限值和組合電感電流紋波（對(duì)于兩個(gè)電感），它們都向負(fù)載提供相同的最大電流，即：

其中，ILIM是Q1開(kāi)關(guān)電流限值，DC是占空比，IL1_RIP是電感器組合電流紋波，η是轉(zhuǎn)換效率（Zeta和SEPIC通常約為80%）。此外，二極管和電源開(kāi)關(guān)要求VREVERSE和VCE（見(jiàn)表1）分別是Zeta和SEPIC轉(zhuǎn)換器相同的。

Zeta和SEPIC的差異

使用SEPIC轉(zhuǎn)換器（圖1b）時(shí)，低邊Q1'開(kāi)關(guān)周期性地將VX'拉至地，從而增加電感電流。Q1' 然后關(guān)閉，之后 VX' 飛至 VOUT+VIN，通過(guò) D1' 將電流輸送到輸出。使用 Zeta 轉(zhuǎn)換器（圖 1a），Q1 開(kāi)關(guān)首先將 VX 上拉至 VIN，然后關(guān)閉，然后 VX 飛低至 -VOUT。LT8471 具有獨(dú)特而靈活的 NPN 電源開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)，能夠在發(fā)射極上處理 -60V，使其能夠與其他更熟悉的拓?fù)洌ㄉ龎?、降壓、SEPIC 等）一起使用。在圖1a和圖1b中，兩種拓?fù)涠际褂孟嗤瑪?shù)量的無(wú)源元件。但請(qǐng)注意，SEPIC使用類(lèi)似于升壓轉(zhuǎn)換器中使用的低邊功率開(kāi)關(guān)Q1'，而Zeta需要高端開(kāi)關(guān)Q1。圖2顯示了Zeta轉(zhuǎn)換器的電流和開(kāi)關(guān)波形。Q1 發(fā)射極電壓在 VIN 和 -VOUT 之間切換。因此，E1引腳的額定擺幅必須為-VOUT。

圖2.Zeta 電流和開(kāi)關(guān)波形

輸出電壓紋波

與降壓和?uk轉(zhuǎn)換器類(lèi)似，Zeta具有非常低的輸出電壓紋波。這些轉(zhuǎn)換器中的每一個(gè)都有一個(gè)與VOUT串聯(lián)的電感器，可防止輸出電流的快速變化，否則會(huì)增加紋波電壓。忽略COUT的ESR，在CCM中工作的Zeta的VOUT紋波由下式給出：

其中IL1B_RIP是L1B電感電流的峰峰值紋波，F(xiàn)SW是轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)頻率。

使用SEPIC時(shí)，器件外的電流僅在Q1'關(guān)斷時(shí)流過(guò)D1'。這使得輸出電流不連續(xù)并增加電壓紋波。忽略COUT的ESR，在CCM中工作的SEPIC的VOUT紋波由下式給出：

其中ILOAD是輸出負(fù)載電流，DC是開(kāi)關(guān)占空比。

從上面的等式中，考慮到IL1B_RIP通常是ILOAD的一小部分，可以看出Zeta轉(zhuǎn)換器的VOUT紋波比SEPIC轉(zhuǎn)換器低得多。

輸入電壓紋波

忽略CIN的ESR，在CCM中工作的Zeta的VIN紋波由下式給出：

以CCM為單位的SEPIC轉(zhuǎn)換器輸入電壓紋波由下式給出：

其中CIN 是輸入電容，IL1A'_RIP是輸入電感的電流紋波。

因此，與輸出電壓紋波相比，Zeta轉(zhuǎn)換器的輸入電壓紋波通常高于SEPIC轉(zhuǎn)換器。

組件電壓額定值

表1比較了Zeta和SEPIC轉(zhuǎn)換器。它列出了電源開(kāi)關(guān)所需的額定電壓（Q1）、功率二極管 （D1）和跨接電容器（CF).請(qǐng)注意，跨接電容器和電源開(kāi)關(guān)端電壓（發(fā)射極和集電極）因拓?fù)涠悺?/p>

表1：Zeta與SEPIC比較

低電壓外瑞波幣應(yīng)用

圖 3 示出了使用帶 8471A 開(kāi)關(guān)的 LT2 雙通道多拓?fù)?DC/DC 轉(zhuǎn)換器的示例應(yīng)用。該應(yīng)用產(chǎn)生+/- 5V輸出軌，均采用低紋波拓?fù)?。通?使用低輸出紋波?UK拓?fù)洚a(chǎn)生-5V輸出。通道2采用低輸出紋波Zeta拓?fù)洚a(chǎn)生+5V輸出。輸入電壓可在 4V 至 25V 范圍內(nèi)變化。

圖3.LT8471 4V 至 25V 輸入、±5V@1A電路

采用這種配置時(shí)，兩路輸出的電壓紋波非常低，小于10mV，如圖4所示。

圖 4：LT8471 的低輸出電壓紋波

結(jié)論

當(dāng)需要低紋波、正輸出電壓時(shí)，請(qǐng)考慮選擇Zeta拓?fù)?。與SEPIC類(lèi)似，它從輸入電壓產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出電壓，該輸入電壓可以大于、等于或小于輸出電壓。由于其獨(dú)特的 NPN 電源開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)，LT8471 DC/DC 轉(zhuǎn)換器非常適合創(chuàng)建 Zeta DC/DC 轉(zhuǎn)換器。

審核編輯：郭婷