耦合电感怎样应用在DC转换器上

近，电感厂商纷纷开始发布批量生产的耦合电感。耦合电感由两个缠绕在同一磁芯上的单独电感组成，其封装与单电感在长宽尺寸上相似，只会稍微高一点，但可以产生相同的电感值。耦合电感的价格一般也会比两个单电感的价格低。耦合电感的绕组可以为串联、并联，也可以作为一个变压器。本文重点介绍利用耦合电感满足常见应用需求的四种DC/DC转换器拓扑结构。 彻底了解耦合电感的各种规范，是充分利用它们所具有优势的一个基本要求。大多数耦合电感都具有相同的匝数—即1：1匝数比—但有些更新的耦合电感拥有更高的匝数比。耦合电感的耦合系数K一般约为0.95，远低于自定义变压器至少为0.99的系数。耦合电感的互感系数让其在一些回描应用中显得有些没有效率，同时还会引起非理想（例如：圆形而非三角形）电感波形。另外，根据其绕组实际为串联还是并联，耦合电感的电流规格也不同。例如，绕组为串联时，等效电感就会因为互感而超过额定电感的2倍。饱和及RMS电流额定值一定适用于同时流过两个绕组的电流，除非产品说明书中另有说明。理解这些规范以后，我们便可以对现实应用中的一些耦合电感例子进行研究。 更小尺寸且更高效的SEPIC 尽管DC/DC单端初级电感转换器（SEPIC）拓扑不是什么新东西，但的确直到 近它才开始流行起来，然而，对于能够对高低输入电压之间的输出电压（例如：12V未校准插墙式电源）进行调节的转换器需求一直都存在。虽然我们可以将任何升压转换器/控制器配置为一个SEPIC，但其在 近才得到普遍的使用。两个因素促进了SEPIC的人气大增：（1）IC制造厂商已经开始制造更多具有电流模式控制功能的升压控制器，旨在简化补偿；（2）电感制造厂商已经开始制造许多可以 小化转换器总PCB体积的单封装耦合电感。改用耦合电感以后，许多具有两个单独电感应用的电源体积可以缩减三分之一。图1显示了使用TITPS61170和Wuerth744877220的一个SEPIC。 耦合电感怎样应用在DC转换器上，分布电感是什么意思 图1使用TITPS61170和Wuerth744877220的SEPIC更吸引人的是，使用一个1：1耦合电感的SEPIC可迫使电感纹波电流在两个绕组之间分开，从而允许使用两个单独电感要求电感的一半，产生相同的纹波电流。相对于相同尺寸封装中双倍电感值的两个单独电感，耦合电感具有更低的DC电阻，有助于提高总转换器效率。特别是15-V输入和12-V、325-mA输出时，图1所示SEPIC的效率超出91%。

AVX钽电容和氧化铌电容应用指南

为了在设计中能正确使用钽电容和氧化铌电容，我们必须充分考虑目标电路和设备的所有重要的电气和物理条件。输入参数通常需要提供电容值，这个值可以根据电源线滤波比、 大压降等计算出来。正确选择电容需要考虑的另一个重要参数是直流工作电压。推荐电压降额使用这个一般规则很重要，对所有钽电容来说降低幅度为50%，氧化铌电容是20%，这意味着钽电容的工作电压 为额定电压Vr的一半，氧化铌电容的工作电压为其额定电压的80%。遵守这个规则很重要，因为这样做可以保护器件免受意外电流浪涌和过压的伤害，而这种情况在汽车电路中很可能发生。然而，用于主输出电路的钽电容降额电压与汽车电池线有很好的隔离，在过压时具有保护作用，并具有缓慢加电模式(软启动电路)，比如低功率DC/DC转换器的输出。在这种情况下，允许使用低至20%的降额幅度。工作温度范围告诉我们选择电容时主要考虑 大温度值，但也要认识到，当高温超过85℃时我们必须使用额外的电压温度降额值。在实际温度下电容允许的 大直流电压被称为类别电压(额定电压只是在室温25℃情况时的其中一种类别电压值)。 如果正常工作温度超过85℃，那么工作降额与温度降额应结合起来考虑。例如，在可能出现浪涌和电压尖峰的电路中 工作温度达125℃的钽电容：工作降额为50%，即电压 为额定电压Vr的50%，125℃时( 坏情况下)的温度降额为33%，即电压 大值是Vr的66%。两者结合后为0.5×0.66=0.33，这意味着钽电容可以在 大为额定电压Vr的33%的电压下使用(针对 差工作条件)。 要想避免电容出现上电或启动电流过载，了解经过电容的 大工作浪涌电流(单峰)很重要。这个电流可以根据电源内部电压以及与待测电容串连的所有器件的内部电阻(包括有效串联电阻ESR)计算出来。工作 大浪涌电流应小于电容的 大允许浪涌电流Ipmax=(1.1×Vr)/(0.45+ESR)。在工作电流太高的情况下可以采取更大的降额幅度，因此选择的额定电压越高，电容的 大浪涌电流Ipmax也越大。 电容的 大纹波电流是流过电容的 大交流电流值，它有两个主要的参数：有效值(rms,ACIrms,Ir)和频率f。纹波电流受限于电容ESR上的电流产生的 大功耗Pd。电容体积越大，允许的功耗也越大，每种体积的功耗是常数。ESR越小，功耗就越小，允许的纹波电容也就越大。参见一般公式Pd=ESR×Ir×Ir。对有较高要求的纹波电流来说，低ESR、大体积、可能多阳极的结构是 选择。