Die ANP135 von Würth Elektronik führt Entwickler Schritt für Schritt durch das Design eines SEPIC-Wandlers im kontinuierlichen und diskontinuierlichen Modus. Sie behandelt die Auswahl des geeigneten Induktivitätstyps, verglichen gekoppelte WE-MCRI-Drosseln mit ungekoppelten Varianten, und erklärt die Messung von Streuinduktivität. Abgerundet wird sie durch praxisnahe SPICE-Simulationen und Prototypprüfungen, die belastbare Aussagen zu Schaltverlusten, thermischem Verhalten und EMI-Optimierung im Ripple Current Steering-Konzept liefern. Damit erhalten Anwender direkt schnelle Ergebnisse und verbesserte Zuverlässigkeit.
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Nicht isolierte SEPIC-Konvertertopologie erklärt kompakten Aufbau und vielfältige Einsatzgebiete
In der Application Note ANP135 erläutert Würth Elektronik eine nicht isolierte SEPIC-Schaltung mit zwei Speicherdrosseln, wahlweise gekoppelt oder entkoppelt. Diese Konfiguration erlaubt die Erzeugung von Ausgangsspannungen oberhalb, auf oder unterhalb der Eingangsspannung. Typische Einsatzfelder sind mobile Akkus, Ladegeräte, Automotive-Energiesysteme, Photovoltaikwechselrichter, LED-Beleuchtung und aktive PFC-Stufen. Die Notiz liefert darüber hinaus Vorgaben zur Speicherdrossel-Dimensionierung, zeigt Schaltverluste, Ripple-Ströme und EMI-Optimierungsmaßnahmen auf Basis von SPICE-Simulationen und Messdaten aus Prototypen auf.
Zwei Induktivitäten im SEPIC: gekoppelt platzsparend, effizienter und verlustarm
Zwei separate Induktivitäten oder eine gepaarte WE-MCRI-Drossel können im SEPIC-Design eingesetzt werden. Letztere kombiniert zwei Wicklungen auf einem Kern, was die Anzahl einzeln zu bestellender Bauteile reduziert und eine geringere Einzelinduktivität für identische Ripple-Ströme ermöglicht. Durch die kompakte Bauform wird die Leiterplattenfläche spürbar minimiert. Gleichzeitig sinken die ohmschen und magnetischen Verluste, was zu einer verbesserten Umwandlungseffizienz führt und das thermische Management im Schaltnetzteil erleichtert. Dies wirkt positiv auf Zuverlässigkeit aus.
Ripple Current Steering leitet Frequenzanteile weg und mindert EMI-Lasten
Durch die enge magnetische Kopplung der Wicklungen innerhalb des Wandlers wird die Ripple Current Steering-Technik aktiviert. Dabei fließt der Ripple-Strom gezielt von der Primär- zur Sekundärwicklung. Hochfrequente Signalanteile werden effektiv unterdrückt, was zu einer deutlichen Reduzierung leitungsgebundenen EMI-Rauschens führt. Eleazar Falco, Senior Application Engineer bei Würth Elektronik eiSos, hebt hervor, dass eine hohe Streuinduktivität überraschenderweise die Effizienz und Stabilität des SEPIC-Wandlers verbessert und Schaltverluste weiter minimiert. Leistungsfähigkeit weiter gesteigert besonders.
Detaillierte Analyse von Schaltverlusten Rippleströmen und Temperaturverhalten liefert Richtwerte
Mit Hilfe detaillierter SPICE-Simulationen und realer Prototypmessungen untersucht Würth Elektronik die Betriebsparameter eines DC-DC-SEPIC-Wandlers. Der Bericht quantifiziert Schaltverluste, Ripplestromprofile sowie das thermische Verhalten unter variierenden Lastbedingungen. Basierend auf den ermittelten Daten erhalten Entwickler exakte Empfehlungen zur Dimensionierung und Auswahl geeigneter WE-MCRI-Drosseln. Dies verbessert im CCM- und DCM-Betrieb Effizienz, EMV-Performance, thermische Stabilität und Zuverlässigkeit. Die resultierenden Kennwerte ermöglichen eine präzise Anpassung von Induktivitätswerten, Kühlkonzepten und Schaltfrequenzen zur Verlustoptimierung und Störstrahlungsminimierung.
Komplette Richtlinien für SEPIC-Design mit Ripple Current Steering Technik
Mit der ANP135 stellt Würth Elektronik detaillierte Designleitfäden für SEPIC-Konverter bereit, die wahlweise gekoppelte oder separate Speicherdrosseln einsetzen. Durch den Einsatz WE-MCRI-basierter Induktivitäten sinken Bauteilanzahl, Induktivitätsbedarf und Platzbedarf bei gleichzeitig verbesserter Wirkleistung. Die implementierte Ripple-Current-Steering-Methode sorgt für reduzierte leitungsgebundene Emissionen. Umfangreiche SPICE-Simulationen und Prototypmessungen veranschaulichen Schaltverluste, Stromrippel und thermische Kennwerte, sodass Entwickler fundierte Parameter für einen zuverlässigen, effizienten Betrieb gewinnen. Damit lassen sich EMV-Anforderungen erfüllen und Entwicklungszyklen signifikant dauerhaft verkürzen.
