‌SEPIC驱动器工作原理及其性能参数

‌SEPIC驱动器(Single Ended Primary Inductor Converter)‌是一种非隔离的DC/DC转换器，能够实现升降压功能，尤其适合电池供电的应用场合。SEPIC驱动器允许输出电压大于、小于或者等于输入电压，输出电压由主控开关(如三极管或MOS管)的占空比控制‌12。

工作原理

SEPIC驱动器的基本工作原理是通过在Boost电路中插入一个LC环节来构成。具体来说，SEPIC电路通常包含两个电感L1和L2，且这两个电感相等。在一个开关周期内，电感在一个开关周期内不储存能量，因此电感上的平均电压为零，这使得中间的耦合电容Cac的电压Vac等于输入电压Vin‌34。通过调整主控开关的占空比，可以改变输出电压的大小‌12。

应用场景

SEPIC驱动器特别适合电池供电的应用场合，如车载电子设备、LED驱动电源等。由于其输入输出同极性，可以在电池电压高于或低于所需输入电压时仍能正常工作，因此在这些应用中具有显著优势‌13。例如，在车载应用中，电池电压在汽车启动时会瞬间跌落，SEPIC驱动器能够保持用电设备正常工作‌4。

性能参数

SEPIC驱动器的主要性能参数包括：

‌输入电压范围‌：通常在1V至60V之间，具体取决于应用和设计规格‌1。

‌输出电压范围‌：同样在1V至60V之间可调‌1。

‌输出电流‌：从几百毫安至几安培不等，取决于电感器和开关管的大小以及工作频率‌1。

‌工作频率‌：一般在几十千赫兹至几百千赫兹之间，工作频率越高，转换器体积和重量越小，但会增加开关管的损耗和电磁干扰‌1。

‌效率‌：一般在90%以上，具有较高的能量利用效率‌1。

SEPIC(single ended primary inductor converter) 单端初级电感式转换器,是一种允许输出电压大于、小于或者等于输入电压的DCDC变换器。输出电压由主控开关(三极管或MOS管)的占空比控制。

这种电路最大的好处是输入输出同极性。尤其适合于电池供电的应用场合，允许电池电压高于或者小于所需要的输入电压。比如一块锂电池的电压为3V ~ 4.2V，如果负载需要3.3V，那么SEPIC电路可以实现这种转换。另外一个好处是输入输出的隔离，通过主回路上的电容C1实现。同时具备完全关断功能，当开关管关闭时，输出电压为0V。

该驱动器电路参考设计是为少量(大约2至6个)LED供电的理想选择。优势包括5.7cm x 3.1mm的小PCB尺寸，宽输入和输出电压范围以及可选的调光功能。

在今天的博客文章中，我们将讨论安森美半导体的高亮度LED SEPIC驱动器参考设计。有关超出本博客文章范围的详细信息，请参考设计说明DN06031 / D。该驱动器电路参考设计是为少量(大约2至6个)LED供电的理想选择。优势包括5.7cm x 3.1mm的小PCB尺寸，宽输入和输出电压范围以及可选的调光功能。

LED驱动器电路围绕ON Semiconductor NCP3065恒流开关稳压器IC构建。NCP3065上有7个功能引脚。引脚1和2是正输出和负输出，用于驱动PCB上的分立功率MOSFET。引脚3用于连接电容器，该电容器控制振荡器的频率和输出开关的关断时间。引脚4和6分别为GND和VCC。引脚5连接到比较器反相输入，该反相输入用于检测输出电平并启用/禁用输出开关。引脚7允许NCP3065接收数字PWM输入以进行调光控制。请注意，建议使用高于200Hz的PWM频率，以避免LED灯出现明显的闪烁。

NCP3065开关输出为SEPIC或单端初级电感转换器供电。此DC-DC转换器的主要优点是输入电压可以高于或低于预期的输出电压。可以将其视为与降压-升压转换器相连的升压转换器。SEPIC使用两个分立的电感器，但是通过选择耦合电感器(变压器)可以节省电路板面积。电感器的尺寸还决定了电感器电流纹波的数量，较大的电感值会产生较低的纹波。

SEPIC输出馈入由达林顿NPN晶体管，PNP晶体管，二极管和功率MOSFET组成的驱动器电路输出级。建议选择具有低导通电阻和低输入栅极电容的功率MOSFET，以 地提高驱动器效率。

LED驱动器内置了一些保护功能。故障的LED开路负载出现高阻抗，并可能产生超出NCP3065安全工作范围的电压。因此，D3齐纳二极管可防止该过电压。发生短路故障时，分立电阻器R10和R11提供电流限制。

总之，高亮度LED SEPIC驱动器参考设计是驱动总功率低于15W的一些大电流LED的 选择，尤其是当输入电源上的电压可以在很宽的范围内变化时。