XL6000系列升压芯片做升降压SEPIC拓朴指导手册SEPIC系统设计简介有些应用需要稳定的输出电压，该输出电压可能高于或等于也可能低于输入电压(Vin≤Vout或Vout＜Vin)，根据这个应用，需要设计一款输入电压宽范围，输出电压恒定的方案。SEPIC变换器SEPIC的电气原理简图如图一所示。通常称之为升降压变换器SEPIC的简单原理如下（如图二）：SEPIC设计中具有原边电感（L1）、副边电感（L2）和位于两个电感之间的串联电容（Cp），某种程度上，可以把SEPIC设计看作是具有隔直流电容（消除输入电压）的BOOST调节器，允许输出电压高于或低于输入电压。然而，为了复位隔直流电容，允许能量传递到输出端，在副边放置了另一个电感L2。对电路进行分析，会发现Cp上的直流电压等于输入电压，当MOSFET（Q1）导通时，Vin为L1充电、Cp为L2充电。由于C3上的电压等于输入电压，导通期间每个电感电压相同。关闭期间，每个电感的放电电压相www.kylinchip.com1同——输出电压加上D1的导通电压。由于L1和L2具有相同的充、放电电压，它们可以具有相同的电感量和纹波电流，但二者的平均电流相差较大。Q1导通时，D1反偏，只有输出电容Cout支持输出电流（Iout）；Q1断开时，L1的电感电流流过Cp，与L2电流合并，为输出电容充电并支持Iout。通过对方程式进行分析，会发现电路中L2的电流用于支持Iout，L1的电流重新为输出电容充电，补充能量。即L2的平均电流等于Iout，而L1的平均电流等于Iout×Vout/Vin。由SEPIC的原理可推出基本关系式：Vout/Vin＝D/(1-D)。式中D为占空比，且忽略SW及D1等的压降。www.kylinchip.com2麟芯电子SEPIC应用选择表注意事项1，设计时需要保证输入电压符合要求范围；2，输入电压与输出电压之和不能超过40V。SEPIC转换器设计实例以XL6010为实例来设计SEPIC转换器，设计要求如下所示：输入电压（Vin）：10V-24V输出电压（Vout）：12V输出电流（Iout）：1.5A开关频率（Fsw）：180KHzXL6010是一颗升压型DC/DC转换器，输入电压范围5V-32V，内置N沟道的MOSFET，其最大开关电流5A，开关频率180KHz，封装类型TO263-5L，内置OCP、OTP等保护电路，工作温度-40℃--+125℃，内置软启动功能，效率可达94%；主要应用于PDA供电、便携式笔记本车载适配器等领域。www.kylinchip.com3输入电压不同，输出恒压12V时系统应用效率图元器件选型在该例中使用XL6010升压型转换器。此设计是在直流输入电压范围为10-24V时，恒压输出12V，典型输出电流为1.5A。电路如图三所示www.kylinchip.com4步骤1：计算占空比我们选用VD为0.5V，步骤2：选择电感输入电感L1的纹波电流为：电感为：www.kylinchip.com5L1峰值电流为：L2峰值电流为：选用耦合电感L=47μH步骤3：内置功率MOSFET参数MOSFET峰值电流为：www.kylinchip.com6步骤4：选择输出二极管二极管额定的反向电压必须高于Vin+Vout，二极管平均电流等于满载时的输出电流。选用肖特基二极管D13A40VSMC封装步骤5：选择SEPIC耦合电容Cs的RMS电流为：www.kylinchip.com7选择一个6.8μF的陶瓷电容选用陶瓷电容C3=6.8μF步骤6：选择输出电容输出电容的RMS电流是：www.kylinchip.com8假定纹波是输出电压12V的2%。输出电容的ESR值为：以及电容值为：使用一片68μF陶瓷电容。或者可以将铝电解和陶瓷电容一起使用，对噪声敏感的应用可包括一个二阶滤波器。选用铝电解CIN=100μF（耐压50V）和陶瓷电容C2=6.8μF步骤7：选择输入电容输入电容的RMS电流是：选用铝电解CIN=330μF（耐压50V）和陶瓷电容C2=6.8μF步骤8：选择反馈电阻R1和R2分别是电阻分压器的末端电阻值和顶端电阻值。反馈参考电压为www.kylinchip.com91.25V。根据公式：VOUT=1.25*(1+R2/R1)可得，若R1=1.82KΩ，则R1=16KΩ；选用精度为1%的精密电阻，若R1=1.82KΩ，最接近的电阻值R2=16KΩ典型波形图原理图XL6010SEPIC演示板应用电路如图三所示。www.kylinchip.com10引脚描述物料清单www.kylinchip.com11演示板www.kylinchip.com12PCB布局顶视图www.kylinchip.com13底视图www.kylinchip.com14
