现代电力电子技术报告—SEPIC电路分析7页

1、现代电力电子技术报告SEPIC电路分析一、 电路结构图：图1为SEPIC电路拓扑图图1 SEPIC电路拓扑图二、 电路分析SEPIC变换器原理电路如图1所示。、分别为电感、上的电流，D表示占空比，表示开关周期，、分别表示开关导通和关断的时间。由于SEPIC电路中存在两个电感，一般定义电路连续或不连续导电模式以整流二极管D的导电模式为准。在一个开关周期中开关管的截止时间内，若二极管电流总是大于零，则为电流连续;若二极管电流在一段时间内为零，则为电流断续工作。若二极管电流在时刚好降为零，则为临界连续工作方式。假设很大，变换器在稳态工作时，的电压基本保持不变（1）连续状态连续导电模式时电路工作可以分

2、为导通和关断两个模态：工作模态1：（0，）模态图2 导通时SEPIC电路等效电路图（连续）在这个模态中，开关管导通，二极管D截止，如图2所示。变换器有三个回路：第一个回路：电源、和回路，在的作用下，电感电流线性增长;第二个回路：，和回路，通过和进行放电，电感电流线性增长;第三个回路是向负载供电回路，电压下降，因较大，故上电压下降很少，可以近似地认为,流过的电流 (1) (2)当t=时，和达到最大值和。工作模态2：（，）模态图3 关断时SEPIC电路等效电路图（连续）在t=时刻，关断，此时形成两个回路，如图3所示：第一个回路：电源、经二极管D至负载回路，电源和电感储能同时向和负载馈送，储能增加，

3、而减小;第二个回路是和D至负载的续流回路，储能释放到负载，故下降。因此二极管的电流是、的电流之和，且 (3) (4)根据上的伏秒原理： (5)根据上的伏秒原理： (6)由上面两式可得: (7) (8)由输入输出功率平衡有: (9)即： (10)其中，别为输入和输出电流在一个开关周期上的平均值。由以上公式可知:SEPIC电路工作在电流连续模式时，若在占空比恒定的情况下，输入电压、电流和输出电压、电流是成正比的。（2）断续导电状态SEPIC电路工作在电流断续导电模式时，在一个开关周期内，电路工作可以分为三个模态，如图4、图5、图6所示：模态1和模态2：与连续导电模式类似模态3：从整流二极管电流为零

4、到，下一次开关管开通为电路模态3，此时电路形成两个回路，如图6所示：图4 导通时SEPIC电路等效电路图（断续）图5 关断连续时SEPIC电路等效电路图（断续）图6 关断且断续时SEPIC电路等效电路图（断续）第一个回路是电源、，由于较大，、中的电流基本保持断续瞬间的值惯性流动;第二个回路是向负载供电回路。设开关关断后，D电流续流时间为，对应占空比为，由作用在上电压伏秒面积平衡原理，可得: (11)根据上的伏秒原理： (12)可得： (13)由上式可见，不管电路工作在连续还是断续模式，总有工作模态1：开通，电路模态如图4。此模态与连续导电模式类似。电路工作在二极管电流断续，电流连续的状态，设开

5、通前： (14)结束时，、上电流达到最大值， (15) (16)工作模态2: 关断，D导通，电路模态如图5。此时、同时向副边传输能量，充电，关断瞬间，二极管达到电流最大值： (17) (18)该模态持续时间，模态2结束时应有： (19) (20)当时该模态结束，可计算出模态持续时间： (21)工作模态3: 关断，D关断，电路模态如图6所示。此时，上的电流分别为，。二极管一个周期平均电流： (22)由一个开关周期上输入输出功率平衡:可得输入电流： (23)三、 仿真模拟利用PSPICE模拟仿真SEPIC波形，D=0.3，仿真波形如图所示：图7 sepic斩波电路电路原理图（连续D=0.3）图8 sepic斩波电路电感电流波形图（连续D=0.3）图9 sepic斩波电路电感电压波形图（连续D=0.3）四、 参考文献1张洋,“基于SEPIC变换器的功率因数校正技术研究”,南京航空航天大学,2004；2徐伟，“一种新型的单相Sepic功率