sepic电路工作原理及电路分析_sepic斩波电路优缺点

SEPIC（single ended primary inductor converter） 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。

SEPIC电路特点

• 不易使用：需较电荷泵电路多加两个电感、一个电容和晶体管与二极管各一。

• 效率高，但较降压式转换器低。

• 高EMI及输出纹波，在电路板布局时要注意。

• 可当作升压与降压使用。

• 可应用于高输出电流的场合。

• 价钱最高，由于需要搭配的元件数较多所致。

Sepic斩波电路

Sepic斩波电路原理图

Sepic斩波电路的基本工作原理：

当V处于通态时，E—L1—V回路和C1—V—L2回路同时导电，L1和L2贮能。

V处于断态时，E—L1—C1—VD—负载（C2和R）回路及L2—VD—负载回路同时导电，此阶段E和L1既向负载供电，同时也向C1充电，C1贮存的能量在V处于通态时向L2转移。

Sepic斩波电路的输入输出关系由下式给出：

电路结构和工作状态分析

图1 SEPIC电路拓扑结构

图2 Q1断开时工作状态（状态1）

图3 Q1导通时工作状态（状态2）

图1为SEPIC电路的拓扑结构。图2为MOS管Q1断开时电路的工作的工作状态，电容Cs处于充电状态，电感L1和L2处于放电状态。图3为MOS管Q2导通时电路的工作状态，电容Cs处于放电状态，电源给L1充电，电容Cs给电感L2充电。图2和图3电路中的电流流向如图中箭头所示。

前一部分为桥式整流电路，后一部分为Sepic拓扑电路，如图2所示。桥式整流电路巧妙地利用了二极管的单向导电性，将4个二极管分为两组，根据输入电压的极性分别导通，使负载上始终可以得到一个单方向的脉动电压；Sepic电路是由两个电容、两个电感以及一个开关管和二极管组成，单独的Sepic电路只须工作在电流断续状态就能自然实现PFC。

交流市电经全桥整流之后，送入隔离型Sepic电路。隔离型Sepic电路的母线电压以半个工频周期波动，当Sepic电路处于稳定的工作状态时，其开关管的工作频率远远高于母线电压脉动周期，因此在一个开关周期内，可以近似的认为母线电压是一个恒定的电压。