SEPIC轉換器提供高效偏置電源

　　您想過使用一個單端初級電感轉換器 (SEPIC) 拓撲結構來構建偏壓電源嗎？如果您不需要隔離，那么這種想法還是行的通的。SEPIC 擁有諸多特性，從而使其比非隔離式反向結構更具吸引力。控制 MOSFET 和輸出整流器振鈴可減少電磁干擾 (EMI) 和電壓應力。在許多情況下，這使您能夠使用更低電壓的部件，從而降低成本并提高效率。另外，多輸出 SEPIC 可改善輸出之間的交叉穩壓，從而消除對于線性穩壓器的需求。

　　圖 1 顯示的是一個 SEPIC 轉換器，像反向轉換器一樣它具有最少的部件數量。實際上，如果去除 C1，該電路就是一個反向轉換器。該電容可提供對其所連接半導體的電壓鉗位控制。當 MOSFET 開啟時，該電容通過 MOSFET 對 D1 的反向電壓進行鉗位控制。當電源開關關閉時，在 D1 導電以前漏電壓一直上升。在關閉期間，C1 通過 D1 和 C2 對 MOSFET 漏電壓進行鉗位控制。具有多個輸出端的 SEPIC 轉換器對繞組比構成限制。其中的一個次級繞組對初級繞組的匝比需為 1:1，同時 C1 必須與之相連接。在圖 1 所示的示例電路中，12-V 繞組的匝比為 1:1，但它可能已經使用了 5-V 繞組作為替代。

圖1 多輸出 SEPIC 轉換器

　　圖 1 所示電路已經構建完成，并經過測試。分別將其作為帶 C1 的 SEPIC 和沒有 C1 的反向轉換器運行。圖 2 顯示了兩種運行模式下的 MOSFET 電壓應力。在反向模式下，MOSFET 漏極約為 40V，而在 SEPIC 模式下漏電壓僅為 25V。因此，反向設計不得不使用一個 40-V 或 60-V MOSFET，而 SEPIC 設計只需使用一個額定值僅為 30V 的 MOSFET。另外，就 EMI 濾波而言，高頻率（5 MHz 以上）振鈴將是一個嚴重的問題。

　　完成對兩種電路的交叉穩壓測量后，您會發現 SEPIC 大體上更佳。兩種設計中，5 V 額定電壓實際值為 5.05 V，負載在 0 到滿負載之間變化，同時輸入電壓被設定為 12V 或 24V。SEPIC 的 12V 電壓維持在 10% 穩壓頻帶內，而反向轉換器的 12V 電壓則上升至 30V（高線壓輸入，12V 無負載，5V 全負載）。如果根據低電壓應力選擇功率部件，那么即使這兩種結構的效率相同人們也會更傾向于使用 SEPIC。

圖2 SEPIC 極大地降低了 EMI 和電壓應力。上圖沒有 C1，而下圖則安裝了 C1。

　　總之，對非隔離式電源而言，SEPIC 是一種重要的拓撲結構。它將 MOSFET 電壓應力鉗位控制在一個等于輸入電壓加輸出電壓的值，并消除了反向轉換器中的 EMI。減少的電壓應力允許使用更低電壓的部件，從而帶來更高效率和更低成本的電源。EMI 的降低可以簡化最終產品的合規測試。最后，如果配置為多輸出電源，則其交叉穩壓將優于反向轉換器。