Die Application Note ANP135 von Würth Elektronik stellt auf 28 Seiten eine detaillierte Anleitung zum Betrieb von SEPIC-Wandlern im kontinuierlichen (CCM) und diskontinuierlichen (DCM) Modus bereit. Sie erläutert umfassend Designprinzipien, spezifiziert Richtlinien für die Auswahl und Dimensionierung von Induktivitäten und zeigt die Implementierung mit gekoppelten WE-MCRI-Speicherdrosseln auf. SPICE-Simulationen und Prototypmessungen liefern konkrete Daten zur Optimierung von Schaltverlusten, Streuinduktivität, Ripple-Stromsteuerung und EMV-Verhalten. Entwicklern werden somit praxistaugliche Empfehlungen für zuverlässigen Betrieb gegeben.
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ANP135 SEPIC-Wandler mit gekoppelten und ungekoppelten Speicherdrosseln erläutert Topologie
Die Application Note ANP135 von Würth Elektronik beschreibt die nicht isolierte SEPIC-Topologie mit gekoppelten und entkoppelten Speicherdrosseln. Sie ermöglicht die Erzeugung von Ausgangsspannungen über, auf oder unter der Eingangsspannung. Anwendungsbereiche reichen von mobilen Akkugeräten, Ladegeräten und automobilen Energiesystemen über Photovoltaikwechselrichter bis hin zu Offline-LED-Beleuchtungen und Leistungsfaktorkorrekturstufen. Das Dokument liefert Richtlinien zur Auswahl und Dimensionierung der Drosseln, analysiert Schaltverluste, Rippleströme und EMI-Aspekte auf Basis von SPICE-Simulationen und Prototypmessungen.
Gekoppelte WE-MCRI-Drosseln im SEPIC reduzieren Bauteile, senken Verluste, Effizienzsteigerung
Bei der Auslegung eines SEPIC-Wandlers kommen zwei Induktivitäten zum Einsatz, die wahlweise als eigenständige Bauteile oder als gekoppelte WE-MCRI-Drosseln realisiert werden können. Im gekoppelten Aufbau werden beide Wicklungen auf einem gemeinsamen Magnetkern untergebracht, was die Gesamtbauteilzahl und den benötigten Platz deutlich verringert. Durch die magnetische Kopplung reduziert sich außerdem die erforderliche Induktivität bei identischer Ripple-Stromamplitude. Gleichzeitig sinken die magnetischen Verluste, was zu einer höheren Gesamteffizienz führt und verbessert die Stabilität.
Magnetische Kopplung von Wicklungen steuert Ripple-Strom und senkt EMI-Rauschen
Die magnetische Kopplung der beiden Wicklungen realisiert eine effiziente Ripple Current Steering-Technik, die den Ripple-Strom gezielt von der Eingangs- zur Ausgangswicklung leitet. Hochfrequente Störungen werden dabei spürbar gedämpft, wodurch leitungsgebundenes EMI-Rauschen signifikant reduziert wird. Laut Eleazar Falco, Senior Application Engineer bei Würth Elektronik eiSos, fördert eine erhöhte Streuinduktivität entgegen herkömmlicher Annahmen die Gesamtleistung des Wandlers nachhaltig. Dies trägt wesentlich zur Optimierung von Effizienz, Stabilität und elektromagnetischer Verträglichkeit bei, darüber hinaus.
SPICE-Simulationen und Messdaten untermauern SEPIC-Designrichtlinien für optimale zuverlässige Leistung
Durch umfassende SPICE-Simulationen und Messungen eines realen DC-DC-SEPIC-Prototyps veranschaulicht Würth Elektronik seine Designrichtlinien. Dabei werden Schaltverluste, Ripplestromverläufe und thermisches Verhalten detailliert untersucht. Entwickler profitieren von Kenngrößen zur Auslegung und Auswahl passender WE-MCRI-Drosseln. Die gewonnenen Werte ermöglichen eine gezielte Dimensionierung für kontinuierlichen (CCM) und diskontinuierlichen Betriebsmodus (DCM), um eine optimale Effizienz, thermische Stabilität und Zuverlässigkeit der Wandlerdesigns zu gewährleisten und Störpegel an Eingangs- und Ausgangsleitungen durch Analyse der Ripple-Amplituden zu minimieren.
ANP135: SEPIC-Designoptimierung mit gekoppelten und ungekoppelten Speicherdrosseln WE-MCRI-Drosseln Effizienzvorteilen
Die ANP135 von Würth Elektronik liefert Systematik und praxisnahe Empfehlungen für die Auslegung von SEPIC-Wandlern unter Verwendung gekoppelter oder separater Speicherdrosseln. Durch die Integration hochwirksamer WE-MCRI-Induktivitäten lassen sich geringere Induktivitätswerte realisieren und Bauteilanzahl wie Platzbedarf reduzieren. Die Ripple-Current-Steering-Technik minimiert leitungsgebundene Störungen, während detaillierte SPICE-Simulationen und Prototypmessungen belastbare Daten zu Schaltverlusten, thermischem Verhalten und EMI-Performance liefern. Entwickler erhalten damit belastbare Designparameter, um Effizienz, Zuverlässigkeit und EMV-Verhalten zielgerichtet zu optimieren. Praxisgerechte Umsetzung.
