sepic電路工作原理及電路分析_sepic斬波電路優(yōu)缺點(diǎn)

SEPIC（single ended primary inductor converter） 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(kāi)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(kāi)關(guān)管關(guān)閉時(shí)，輸出電壓為0V。

SEPIC電路特點(diǎn)

? 不易使用：需較電荷泵電路多加兩個(gè)電感、一個(gè)電容和晶體管與二極管各一。

? 效率高，但較降壓式轉(zhuǎn)換器低。

? 高EMI及輸出紋波，在電路板布局時(shí)要注意。

? 可當(dāng)作升壓與降壓使用。

? 可應(yīng)用于高輸出電流的場(chǎng)合。

? 價(jià)錢最高，由于需要搭配的元件數(shù)較多所致。

Sepic斬波電路

Sepic斬波電路原理圖

Sepic斬波電路的基本工作原理：

當(dāng)V處于通態(tài)時(shí)，E—L1—V回路和C1—V—L2回路同時(shí)導(dǎo)電，L1和L2貯能。

V處于斷態(tài)時(shí)，E—L1—C1—VD—負(fù)載（C2和R）回路及L2—VD—負(fù)載回路同時(shí)導(dǎo)電，此階段E和L1既向負(fù)載供電，同時(shí)也向C1充電，C1貯存的能量在V處于通態(tài)時(shí)向L2轉(zhuǎn)移。

Sepic斬波電路的輸入輸出關(guān)系由下式給出：

電路結(jié)構(gòu)和工作狀態(tài)分析

圖1 SEPIC電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

圖2 Q1斷開(kāi)時(shí)工作狀態(tài)（狀態(tài)1）

圖3 Q1導(dǎo)通時(shí)工作狀態(tài)（狀態(tài)2）

圖1為SEPIC電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。圖2為MOS管Q1斷開(kāi)時(shí)電路的工作的工作狀態(tài)，電容Cs處于充電狀態(tài)，電感L1和L2處于放電狀態(tài)。圖3為MOS管Q2導(dǎo)通時(shí)電路的工作狀態(tài)，電容Cs處于放電狀態(tài)，電源給L1充電，電容Cs給電感L2充電。圖2和圖3電路中的電流流向如圖中箭頭所示。

前一部分為橋式整流電路，后一部分為Sepic拓?fù)潆娐?，如圖2所示。橋式整流電路巧妙地利用了二極管的單向?qū)щ娦?，?個(gè)二極管分為兩組，根據(jù)輸入電壓的極性分別導(dǎo)通，使負(fù)載上始終可以得到一個(gè)單方向的脈動(dòng)電壓；Sepic電路是由兩個(gè)電容、兩個(gè)電感以及一個(gè)開(kāi)關(guān)管和二極管組成，單獨(dú)的Sepic電路只須工作在電流斷續(xù)狀態(tài)就能自然實(shí)現(xiàn)PFC。

交流市電經(jīng)全橋整流之后，送入隔離型Sepic電路。隔離型Sepic電路的母線電壓以半個(gè)工頻周期波動(dòng)，當(dāng)Sepic電路處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)時(shí)，其開(kāi)關(guān)管的工作頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于母線電壓脈動(dòng)周期，因此在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)，可以近似的認(rèn)為母線電壓是一個(gè)恒定的電壓。