Bagaimana cara mengukur kapasitansi kopling untuk konverter SEPIC?

Catatan aplikasi yang pernah saya lihat untuk konverter SEPIC ¹ semua memberitahu saya untuk mengukur kapasitor kopling untuk arus dan tegangan riak. Saya belum melihat satu yang memberitahu saya bagaimana ukuran kapasitansi. Jelas ada beberapa minimum; nol kapasitansi berarti tidak ada kopling, sehingga input tidak berpengaruh pada output. Untuk membuat efek switching pasangan dari input ke output, kita perlu kapasitansi yang cukup untuk membanjiri kapasitansi parasit pada sisi output dari konverter. Mungkin 1000 pF harus melakukan itu, saya pikir, tergantung pada apa lagi yang terjadi di sirkuit. Tetapi desain referensi yang saya warisi menggunakan 1 uF cap, yang sepertinya mungkin berlebihan untuk tujuan itu. Yang membuat saya berpikir ada lebih banyak yang terjadi untuk mengukur kapasitor itu daripada hanya mengatasi kapasitansi parasit.

Bagaimana cara mengukur kapasitor kopling dengan benar dalam konverter SEPIC?

¹ _{Sebagai contoh, Texas Instruments AN-1484 Merancang Konverter SEPIC .}

capacitance coupling sepic

— Stephen Collings
sumber

Konverter yang mana?

— Leon Heller

Ketika saya melakukan desain SEPIC saya menghitung reaktansi kompleks 1 / (2 * pi * fs * C) dan mengaturnya sehingga reaktansi akan jauh lebih kecil daripada hambatan beban terkecil saya. Itu bekerja dengan baik.

— Peter

Mari kita asumsikan konverter SEPIC yang dirancang dengan baik dan memiliki kopling x Farad. Sekarang saya ingin konverter serupa untuk memberikan arus 10 kali lebih tinggi. Maka saya hanya akan skala semua yang relevan dengan yang 10 kali saat ini dengan faktor 10 jadi sekarang saya akan membutuhkan kapasitor bernilai 10 kali x. Sampai jumpa Anda tidak bisa mengatakan 1000pF harus dilakukan atau 1uF berlebihan. Itu semua tergantung desain.

— Bimpelrekkie

Saya tidak yakin mengapa memilih turun atau memilih. Tolong, beberapa kritik konstruktif?

— Stephen Collings

@LeonHeller Konverter mana? Konverter SEPIC. en.wikipedia.org/wiki/Single-ended_primary-inductor_converter Apakah Anda bermaksud sesuatu yang lain?

— Stephen Collings

Jawaban:

Untuk membuat efek switching pasangan dari input ke output, kita perlu kapasitansi yang cukup untuk membanjiri kapasitansi parasit pada sisi output dari konverter.

Jika dua induktor digabungkan maka SEPIC dapat menjadi konverter flyback dan kapasitor tidak diperlukan. Ini memberitahu Anda bahwa tidak ada nilai minimum untuk kapasitor kopling: -

Saya pikir ada baiknya menghubungkan ke artikel ini di mana saya mencuri gambar.

Artikel ini disebut "Topologi catu daya: SEPIC vs Flyback" yang diterbitkan oleh Electronics Weekly.

Pada dasarnya dan secara sederhana Anda tidak memerlukan kapasitor jika menggunakan induktor berpasangan tetapi, semakin banyak kapasitansi yang Anda terapkan, semakin mirip SEPIC converter dengan berbagai trade-off yang akan Anda dapatkan.

— Andy alias
sumber

Jawaban yang bagus. Tetapi bagaimana jika induktor tidak digabungkan?

— Stephen Collings

Jika Anda menggunakan induktor yang tidak dipasangkan maka semua energi yang mencapai beban harus melewati kapasitor dan meskipun efisiensi tidak turun secara signifikan dengan kapasitor nilai yang lebih rendah kisaran Vin yang dapat mempertahankan tegangan keluaran. Jadi saya akan menganggap Xc harus sepersepuluh (atau lebih rendah) dari pada Rload (min). Saya menyamakan kapasitor dengan kapasitor yang "kehilangan" voltase pada salah satu catu daya transformerless yang terus muncul setiap saat.

— Andy alias

Ah! Saya rasa saya mengerti sekarang! Kapasitor, output induktor, dan beban membentuk pembagi tegangan. Terlepas dari apa yang regulator coba coba lakukan, saya tidak pernah bisa mendapatkan tegangan lebih tinggi dari apa yang dibuat oleh pembagi itu. Jadi tutupnya, seperti yang Anda katakan, mengatur tegangan input minimum yang mungkin.

— Stephen Collings

Tanyakan pada diri sendiri, apakah sepic menyimpan energi di primer yang dikonversi menjadi energi di sekunder? Jika jawabannya ya, maka beberapa desain akan membutuhkan celah udara untuk memanfaatkan penyimpanan energi secara maksimal sambil meminimalkan saturasi inti (pemborosan energi).

— Andy alias

Saya berputar-putar di sini. Jika Anda memiliki pertanyaan spesifik tentang jenis kapasitor yang digunakan dalam sepic, maka mungkin mengajukan pertanyaan baru. Untuk beberapa contoh saya telah mendesain sepic, saya mungkin menggunakan X7R dan tidak punya masalah.

— Andy alias

$C_c$ $V_{\text{in}}$ $V_{\text{in}}$ $C_c$

$C_c$ $\frac{I_{\text{out}}}{C_c f_{\text{pwm}}}$ $V_{\text{in}}$ $C_c$ $C_c$

$C_c$

— gsills
sumber

Yang akan Anda rekomendasikan pada SEPIC dasar. Karena bukankah berbahaya menempatkan keramik sebagai decoupling (X7R) karena ESR-nya rendah dan karenanya memiliki rangkaian yang tidak stabil?

— J. Joly