Die Vor- und Nachteile der Power-Managment-Topologie SEPIC

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Beim SEPIC-Wandler ist der Wirkungsgrad kleiner

Dass der Wirkungsgrad eines SEPIC-Wandlers dem eines reinen Buck- oder Boost-Schaltreglers unterlegen ist, liegt hauptsächlich an der größeren Zahl externer Bauelemente. Die zweite Induktivität und der SEPIC-Kondensator im Leistungs-Teil sind zwangsläufig mit Verlusten behaftet, die in die Effizienzrechnung eingehen.

Das kritischste Element eines SEPIC-Wandlers ist der SEPIC-Kondensator, über den die gesamte Ausgangsleistung fließt. Zwei besonders entscheidende Anforderungen müssen erfüllt sein. Zum einen muss der effektive Serienwiderstand sehr gering sein, um die Verluste zu verkleinern. Zum anderen muss der Kondensator sehr hohe Ströme verkraften. Eine Möglichkeit, den ESR zu verringern und die Stromfestigkeit zu erhöhen, ist die Parallelschaltung mehrerer Kondensatoren. Insgesamt ist jedoch das Einsatzgebiet von SEPIC-Wandlern wegen dieser Vorgaben auf Anwendun-gen geringerer Leistung beschränkt.

Der Induktivitätswert, den die Primär-Induktivität mindestens haben muss, damit ein nichtlückender Betrieb aufrechterhalten wird, lässt sich mit folgender Formel berechnen:

Lprimary = (Vin – Vq)*D/(2*Iout*Is)

Für die Berechnung der Sekundär-Induktivität muss D (Tastverhältnis) in der obigen Formel durch (1 – D) ersetzt werden. Abhängig vom maximalen und minimalen Tastverhältnis können sich für die Primär- und die Sekundär-Induktivität unterschiedliche Induktivitätswerte ergeben. Aus Kostengründen setzt man normalerweise den höchsten berechneten Induktivitätswert für beide Drosseln an, zumal sich die Verfügbarkeit verbessert, wenn beide Induktivitäten einen gemeinsamen Kern haben. Die Verwendung eines einzigen Kerns wirkt sich außerdem vorteilhaft auf den Wirkungsgrad aus, weil sich die Streuinduktivität deutlich verringert.

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