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小信号剖析和环路补偿
SEPIC-C’uk转换器的完好小信号剖析超出了本文的规模，不过，运用本运用笔记供给的方程式，规划人员应能正确补偿其规划。ADP161x SEPIC-C’uk规划东西运用的模型更完好、更准确，但也杂乱得多。所示的方程式适用于SEPIC-C’uk中的ADP161x器材，对ADI公司或其他公司制作的其他器材而言或许不行准确。
只需满意几项规划要求，则SEPIC-C’uk的小信号模型看起来与不带C’uk的SEPIC转换器十分类似。假定SEPIC-C’uk供电轨运用的电感相同，这一要求是有道理的，因为两个输出是针对同一电压和电流而规划。
C’uk和Middlebrook的论文(拜见参考文献部分)标明：无论是小信号仍是大信号，耦合电感的行为都与具有两倍的单绕组电感值、无SEPIC或C’uk谐振的电感类似。因而，本运用笔记的剖析运用有用电感值，即耦合电感数据手册供给的单绕组电感值的两倍。剖析假定运用相同的阻性负载，不过，转换器在较大的负载不平衡下仍能保持稳定。两个传输电容(C1和C2)的值应简直相同，但C2略大于C1.假定这些电容为陶瓷电容，因而在核算有用电容时，规划人员需求考虑其直流偏置值的不同。
补偿SEPIC C’uk的第一步是挑选可完成的方针交越频率。像大多数升压和降压/升压拓扑结构相同，SEPIC-C’uk具有一个右半平面零点(RHP)，它依据方程式7确认。RHP具有两层效果，既能像零点相同进步增益，也能像极点相同减除相位。因而，有必要用最大为RHP频率(fRHP)五分之一的频率来补偿转换器的交越频率。
SEPIC-C’uk还有一个谐振，它由走漏电感(Llkg)和传输电容(C1)引起，发生于Fres.该谐振一般会被电感的DCR很好地消除，但或许引起较大的相位推迟，因而，交越频率应不超出其十分之一。此外，因为运用一个选用规范Type II补偿的电流形式操控器，因而最大可完成的交越频率约为开关频率的十分之一。所以，方针fu应为这三种束缚条件下的最小值，如方程式9所示。
图8. 功率级和补偿器材框图
图8中的补偿值可以依照下式核算。因为假定运用陶瓷输出电容，因而可以将CC2选为10 pf。
其间：
fp为电流形式转换器的首要极点，通过一些校对因数来处理斜坡补偿和有限电流增益。
Ac为开环转换器增益在交越频率fu时的起伏。
Mc和Fm是Ridley关于电流形式操控的论文(拜见参考文献部分)中导出的项。
Vramp和Acs是芯片内的固定常数。
功率器材选型关键
电感中的30%纹波一般会发生合理的值(见方程式19)，这是一般状况。但是，当降压比较大时，将输入电感中的纹波百分比进步到50%或60%或许更佳。
FET开关Q1、两个二极管开关Q2和Q3中的电流如图9所示。图9一起给出了开关电流的直流成分。留意，Q1承载用于SEPIC和C’uk两个供电轨的电流。峰值电流取决于方程式19中挑选的纹波。
图9. SEPIC-C’uk抱负波形
主开关Q1中的开关损耗核算超出了本运用笔记的规模。留意，在许多状况下，开关损耗或许相当大，因为开关得到的电压摆幅很大(~VIN + VOUT)，而且电流也很大(拜见图9)。
ADP1612/ADP1613通过高速开关来下降这一损耗。所选FET的额定耐压值至少应为VIN + VOUT,杰出的规划应当为杂散电感引起的开关节点响铃振动，以及导通电阻损耗和开关损耗引起的热应力留有余量。
SEPIC(正)输出的峰峰值输出电压纹波(ΔVripple SEPIC)可通过下式近似核算：
C’uk(负)输出的峰峰值输出电压纹波(Δ Vripple C’uk)可通过下式近似核算：
流入C’uk(负)输出(Δ Vrip C’uk)上COUT的电流均方根值可通过下式近似核算：
C1和C2上的纹波应当约为VIN的5%.如上文所述，尽管其直流电压不同，但这些电容应具有附近的值。
挑选C1和C2时，因为流经其间的电流相当大，有必要考虑电流均方根额定值。
Q2和Q3一般是二极管，因而挑选器材时需求考虑多个事项。V ds max的额定值至少应为VIN + VOUT.接连电流至少应为所见峰值电流的1/3.值得留意的是，因为两个电源的输出电压纹波之间的相位联系，SEPIC二极管实际上会在必定的时间内接收到悉数开关电流，之后电流才完成更均匀的分配。不过，正如预期的那样，流过两个二极管的均匀电流相同，均为IOUT.此外，在运用的热环境下，封装有必要可以处理IOUT.
输出滤波器
SEPIC-C’uk作为双轨转换器一般用于模仿电源，往往要求输出纹波极低。只需运用陶瓷输出电容，一般就能在C’uk(负)输越轨上轻松完成低输出纹波(低至1 mV)，因为输出电流是接连的，像降压转换器的输出电流相同。
在SEPIC(正)轨上，输出电流是断续的，像降压转换器的输入电流相同，这导致流入输出电容的电流发生阶跃改变。即使运用陶瓷电容，因为其电感影响，这些开关尖峰也不能得到很好的衰减。因而，常常需求在SEPIC绕组的输出端放置一个小的阻尼输出pi滤波器。
图10. 输出滤波器原理图
尽管该滤波器会以值得留意的新方法影响小信号模型，但本运用笔记不会具体评论这一问题。只需依据方程式31和方程式32挑选阻尼电阻，而且将转换器的交越规划在ωo的十分之一或更低，则pi滤波器应不会引起电路不稳定。
运用功率器材选型关键部分的方程式，COUT1应针对约2%的输出纹波进行挑选，COUT2应与C’uk输出端的输出%&&&&&%匹配。Lfilt的合理值一般是1 μH,Qo应设为1.
ADP161x规划东西
ADP161x SEPIC-C’uk规划东西是一款依据Excel?的彻底集成规划器，支撑以SEPIC-C’uk装备运用ADP161x芯片。一旦用户启用宏(或许需求更改Excel的安全设置)，就会呈现Enter Inputs(输入信息)对话框，也可以通过点击Find Solution(查找解决方案)按钮找到该对话框。在对话框中，输入规划所要求的电压和电流，并挑选是否优化本钱、损耗或尺度。
点击View Solution(检查解决方案)按钮，规划东西将输出一个完好的优化规划，包含带价格和补偿值的BOM、准确并通过测验的功率-负载曲线、功率损耗-负载曲线、满载波特图、性能参数、器材应力以及每个器材的功耗。此外，Build Your Design(构建规划)选项卡供给相同的BOM,但器材安排在空白演示板(ADP161x-BL3-EVZ)上，而且会供给装备演示板所需的任何额定器材。
图11. 根本输入对话框
Advanced Settings(高档设置)对话框供给其他定制东西，用户可以挑选输出电压纹波、电流、瞬态呼应、可选输出滤波器运用、外部UVLO等参数目标。关于这些选项功用的具体阐明，请点击Enter Inputs(输入信息)对话框中的Program Details(程序概况)按钮，可翻开Program Details(程序概况)对话框。
图12. 高档输入对话框
该东西最强壮的功用之一是User Interface(用户接口)选项卡中的器材按钮。运用该功用，用户可以更改各个器材，全面定制规划。
先从不计其数器材组成的数据库中预选出下拉列表中的各器材，发生一个功用规划;然后依据Enter Inputs(输入信息)对话框中挑选的优化条件进行排序。不同器材之间存在相关，因而有必要从上至下顺次挑选器材。
试验成果
为了证明该规划东西的有用性，咱们运用该东西完成了一项规划，要求如下：5 VIN、±5 VOUT、50 mA,高档标准如图11和图12所示。此外，咱们更换了二极管，使损耗稍低些。10 mA左右时良莠不齐功率的曲线是转换器进入断续形式引起的。一旦两个开关均断开，开关节点响铃振动便会在特定负载电流时引起零电压切换。该电路的原理图如图14所示。
图13. 功率验证
图14. 测验电路原理图
结束语
总归，SEPIC-C’uk供给了一种低本钱的牢靠途径，可以仅用一个操控器来发生两个供电轨。ADIsimPOWER?规划东西支撑彻底定制规划，可以敏捷构建鲁棒的SEP%&&&&&%-C’uk规划。
