Высокоэффективный преобразователь SEPIC для автомобильных и промышленных приложений

Описание и принцип работы схемы

На Рисунке 1 показана схема синхронного преобразователя SEPIC, управляющего передачей энергии, который состоит из:

  • Двух несвязанных дросселей L1 и L2;
  • N-канального переключающего MOSFET MN1, управляемого выводом BG;
  • Двух синхронных P-канальных MOSFET MP1 и MP2, управляемых выводом TG;
  • Развязывающих конденсаторов C1, C2 и C3;
  • Входных и выходных фильтров.
Электрическая схема LT8711 для SEPIC и понижающих приложений.
Рисунок 1. Электрическая схема LT8711 для SEPIC и понижающих приложений.

На Рисунке 2 изображена зависимость КПД преобразователя от тока нагрузки при входном напряжении 14 В. Синхронная схема обеспечивает высокий КПД, достигающий в пике 93.4%. Рисунки 3 и 4 позволяют оценить высокое качество стабилизации выхода при провалах и бросках входного напряжения.

Зависимость КПД от тока нагрузки преобразователя SEPIC на основе микросхемы LT8711.
Рисунок 2. Зависимость КПД от тока нагрузки преобразователя
SEPIC на основе микросхемы LT8711.

За основу была взята стандартная демонстрационная схема DC2493A [1], переработанная для увеличения выходного тока с 4 А до 6 А. MOSFET MN1 и MP1, а также дроссель L2 были заменены компонентами, показанными на Рисунке 1.

Моделирование ситуации холодного запуска. Напряжение шины VIN проседает от 15 В до 6 В, однако напряжение VOUT остается стабильным и равным 12 В.
Рисунок 3. Моделирование ситуации холодного запуска. Напряжение
шины VIN проседает от 15 В до 6 В, однако напряжение VOUT
остается стабильным и равным 12 В.
 
Электрическая схема LT8711 для SEPIC и понижающих приложений.
Рисунок 4. Моделирование сброса нагрузки. Напряжение шины VIN
увеличивается от 10 В до 20 В, но стабилизация VOUT
не нарушается.

Эта модифицированная схема использовалась для оценки характеристик конструкции. На Рисунке 5 показана тепловая карта ее платы. LTspice модель для аналогичного решения приведена в [2]. Подробные рекомендации по выбору компонентов для силовой цепи SEPIC можно найти в техническом описании LT8711.

Схема расположения компонентов и тепловая карта демонстрационной платы DC2493A (VIN = 14 В, VOUT = 12 В/6 А). Самым горячим компонентом с температурой 77 °C является транзистор MN1.
Рисунок 5. Схема расположения компонентов и тепловая карта демонстрационной платы
DC2493A (VIN = 14 В, VOUT = 12 В/6 А). Самым горячим компонентом с температурой
77 °C является транзистор MN1.

Для понимания функционирования этой топологии ниже приведены основные выражения для пиковых значений напряжений и токов:

LT8711 – это универсальный и гибкий контроллер, предназначенный для использования в понижающих, повышающих, SEPIC, ZETA и асинхронных понижающе-повышающих преобразователях. В частности, синхронный преобразователь SEPIC может использоваться для эффективного преобразования входных напряжений, которые могут быть выше и ниже требуемого выходного напряжения, что особенно важно для автомобильных и промышленных приложений.

Ссылки

Материалы по теме

Добавить свое объявление

* заполните обязательные данные

Статистика eFaster:

посетило сегодня 912
сейчас смотрят 7
представлено поставщиков 380
загружено
позиций
25 067 862