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SEPIC耦合電感電流的問題

前幾天測試了一個SEPIC拓撲的耦合電感波形,輸出負載是一串LED,可以自由調節(jié)LED個數和輸出電流。然后發(fā)現一個很奇怪的現象:在輸出大功率、大電流的時候,與開關MOSFET相連的電感L1,在開關導通的時候,電感電流上升斜率逐漸增大;而與二極管相連的電感L2,電流上升的斜率逐漸減小,以至于上升到一定程度,電流反而下降。如下給出了電流波形。

下圖對應的輸入輸出配置:耦合電感10uH, Pout=22W, Vout=55V, Iout=0.4A, Vin=7.3V;

CH4為L1電流,CH3為L2電流。注意到電感電流上升和下降時,并非是直線的斜坡。


 

上圖對應的輸入輸出配置:耦合電感10uH,Pout=23.7W,Vout=15.8V,Iout=1.5A,Vin=7.4V;

CH4為L1電流,CH3為L2電流。注意到電感L2電流上升過程中,上升到一定程度,電流不增反降。L1電流沒有出現這種狀況。

 

兩個電感在充電與放電過程中,電壓都保持恒定,這也是符合SEPIC拓撲的基本原理的。如下是測得的電感電壓波形與電流波形對照圖。

CH1、CH2分別為電感L1的電壓、電流波形,CH4、CH3分別為電感L2的電壓、電流波形。

 

所以,問題是:上述電流上升斜率的變化,以及L2電感電流不升反降的原因。希望能得到諸位大蝦與前輩們的指導,謝謝!

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2013-07-23 09:39

    先說一下我自己對此問題的想法。

    首先,我認為這兩個電感并未完全耦合,這通過我測出來的實際電感值并不等于理論計算的20uH可以得出(單個耦合電感的感值是10uH)。而且從實際波形上看,在電流上升緩慢的點,電感感值已經超過了20uH很多了,這是個很奇怪的現象。電感的伏秒法則是最基本的原理,如果這一普遍原理沒有問題,那就是我思考問題的方式有問題。

    其次,電感L1的電流上升斜率一直變大,而L2的上升斜率一直變小以致電流不增反減,我認為這可能與兩個電感的充電方式有關:在開關管導通的情況下,L1直接由Vin充電,而L2是由耦合電容上的電壓充電,所以,我認為L2的電流波形,肯定會跟耦合電容上的電壓有關。

    最后,我認為之所以L2電感電流上升到一定程度,不增反降,有可能跟耦合電感的磁芯磁通量飽和有關。因為L1的電流一直增大,當兩個電感電流之和達到磁芯飽和時的電流時,因L1電流仍繼續(xù)增大,L2的電流只能減小。

    針對上述我的想法,我會繼續(xù)做相關測試加以驗證。若有進展,也可以跟大家分享。另外,有沒有哪位大蝦指點一下分析此問題和解決此問題的思路?謝謝!

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2013-07-24 12:36
@大魚來打漁
   先說一下我自己對此問題的想法。   首先,我認為這兩個電感并未完全耦合,這通過我測出來的實際電感值并不等于理論計算的20uH可以得出(單個耦合電感的感值是10uH)。而且從實際波形上看,在電流上升緩慢的點,電感感值已經超過了20uH很多了,這是個很奇怪的現象。電感的伏秒法則是最基本的原理,如果這一普遍原理沒有問題,那就是我思考問題的方式有問題。   其次,電感L1的電流上升斜率一直變大,而L2的上升斜率一直變小以致電流不增反減,我認為這可能與兩個電感的充電方式有關:在開關管導通的情況下,L1直接由Vin充電,而L2是由耦合電容上的電壓充電,所以,我認為L2的電流波形,肯定會跟耦合電容上的電壓有關。   最后,我認為之所以L2電感電流上升到一定程度,不增反降,有可能跟耦合電感的磁芯磁通量飽和有關。因為L1的電流一直增大,當兩個電感電流之和達到磁芯飽和時的電流時,因L1電流仍繼續(xù)增大,L2的電流只能減小。   針對上述我的想法,我會繼續(xù)做相關測試加以驗證。若有進展,也可以跟大家分享。另外,有沒有哪位大蝦指點一下分析此問題和解決此問題的思路?謝謝!

木有專家能指點一二嗎?有哪位網友用過SEPIC拓撲或者耦合電感的,可以分享一下這方面的經驗么?~~~~~~

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