EPCOS / TDK 耦合电感器

直流/直流转换器拓扑

下面概述了五种类型的直流/直流转换器拓扑。

单端初级电感转换器 (SEPIC) 非常适合用于电池供电设备和汽车应用。这些转换器可提供高于或低于输入电压的恒定非反向输出电压，从而补偿电池电压波动和不同负载情况。这是因为SEPIC技术结合了降压和升压转换器。该电路拓扑的另一个优点是恒定输入电流，与由C1和L1组成的输入滤波器相结合，可显著降低传导干扰。使用耦合电感器可降低纹波电流负载和磁芯损耗。虽然耦合电容器C₂ 在输入和输出之间提供一些隔离，但SEPIC是非隔离拓扑之一。

ZETA是一种多绕组转换器拓扑，基本提供与SEPIC类似的功能。两款电源转换器均可升压和降压输入电压，并产生稳定的非反相输出电压。另一个共性是直流传输功能V_OUT = V_IN x D/(1-D)。由于输出端的L₂ 和C₃ 略微重新排列的电路配置，ZETA转换器可提供连续输出电流和低纹波。与真正的降压-升压不同，ZETA转换器仅需一个降压控制器IC即可直接驱动MOSFET。输出不与输入隔离。

与SEPIC和ZETA拓扑结构一样，Ćuk转换器可以调节高于或低于输入电压的电压。一些应用所需的一个特殊特性是反向输出电压。从EMI的角度来看，另一个优势是连续电流流动与转换器输入和输出侧的LC滤波器相结合。这样即可提供来自电池的稳定电流消耗，同时最大限度地降低纹波电流。输出不与输入隔离。

反激式转换器是工业电子和低功耗汽车应用中最常用的拓扑结构之一。这些转换器为该电路拓扑结构提供了相对简单且经济高效的设计，仅需少量元件。该耦合电感器可用作存储扼流圈，并在输入和输出之间提供电流隔离。能量传输发生在MOSFET关断时间。该拓扑结构可生成远低于或高于输入电压的非反向输出电压。根据转换器的隔离要求或应用的安全标准，可以使用具有高达500V功能隔离的变压器或耦合电感器。反激式转换器还能够产生多种输出电压。该拓扑的背面是开关晶体管产生的高电压峰值。转换器输入端可能需要EMC滤波器来抑制传导干扰。

耦合电感器只需使用一个降压稳压器即可分别用于创建辅助电压或第二个输出电压。这有助于简化电路的复杂性，节省成本和电路板空间。

常见问题

什么是耦合电感器？
电感器在多相拓扑中发挥着关键作用。虽然可以使用基本上分立的电感器，但耦合电感器有助于显著降低体积并提高电路效率。在耦合电感器中，两个绕组缠绕在一个公共磁芯上。因此，L1和L2是磁耦合，可以在两个线圈之间传输存储在内核中的能量。一次侧和二次侧绕组之间的磁耦合效率由耦合系数K确定。

耦合电感器有什么好处？
这些电感器是SEPIC、ZETA和Ćuk转换器等多相稳压器的关键元件。无需使用耦合电感器。可以使用两个单电感器。但是，如果L1和L2紧密耦合，则纹波电流在它们之间进行分配。因此，所需的电感值仅为一半。如果使用双电感器而不是两个单独的功率电感器，则可以使用更小的元件，从而节省电路板空间。

耦合系数是什么？如何计算？
耦合电感器用于直流/直流转换器拓扑。耦合电感器的功能是通过常用内核将能量从一次侧绕组传输到二次侧绕组。两个绕组之间的磁耦合效率由耦合系数k确定。耦合系数K可使用以下等式计算。

示例套件

这些套件采用SMT功率电感器，采用特殊的绕组技术，可实现两个绕组的紧密耦合。该电感器是磁屏蔽型电感器。

查看示例套件:
B82472D6系列 - LR范围为3.9µH至47µH
B82477D4 * M900系列 - LR范围为4.7µH至47µH
B82477D6系列 - LR范围为3.9µH至47µH