Die 28-seitige ANP135 von Würth Elektronik ist eine umfassende Anleitung für das Engineering von SEPIC-Wandlern im CCM- und DCM-Betrieb. Sie stellt konkrete Designempfehlungen zur Wahl und Auslegung von Induktivitäten bereit, insbesondere für WE-MCRI-Speicherdrosseln, und liefert Richtlinien zur Minimierung von Streuinduktivität. Mit Hilfe von SPICE-Simulationen und realen Prototypmessungen werden detaillierte Kennwerte für Schaltverluste, Ripplestrom und EMI-Optimierung vermittelt, um ein robustes Schaltungsdesign zu gewährleisten. Anwender erhalten bewährte Parameterwerte sowie Hinweise zur Auslegung.
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ANP135 beschreibt vielseitige SEPIC-Topologie für Akkus Ladegeräte Automobilsysteme Photovoltaik
In der technischen Dokumentation ANP135 erläutert Würth Elektronik den SEPIC-Wandler ohne galvanische Trennung unter Verwendung zweier Speicherdrosseln, die einzeln oder gekoppelt eingesetzt werden können. Durch diese Schaltungstopologie sind Ausgangsspannungen oberhalb, auf gleicher Höhe oder unterhalb der Eingangsspannung möglich. Beispiele für den Einsatz umfassen Akkusysteme, Ladeelektronik, Automotive-Netze, PV-Wechselrichter, LED-Beleuchtung und Leistungsfaktorkorrekturen. Zusätzlich enthält das Papier praxisorientierte Vorgaben zur Drosselprojektierung sowie Analysen von Schaltverlusten, Ripple-Strömen und EMV-Verhalten gestützt auf SPICE-Simulationen und Laborergebnisse.
SEPIC-Topologie nutzt gekoppelte Induktivitäten für minimalen Platzbedarf, verringerte Verluste
Eine gepaarte WE-MCRI-Drossel im SEPIC vereint zwei Wicklungen auf einem Kern, wodurch die Anzahl separater Induktivitätsbauteile entfällt. Bei identischen Ripple-Stromamplituden reduziert sich die erforderliche Induktivität deutlich. Die platzsparende Integration sorgt für eine kompaktere Schaltungslayout-Gestaltung. Gleichzeitig reduzieren sich Wicklungs- und Kernverluste aufgrund verbesserter magnetischer Kopplung. Daraus resultiert eine gesteigerte Leistungsumwandlungseffizienz und eine geringere Wärmeentwicklung innerhalb der Komponente. Die reduzierte Induktivitätsanforderung ermöglicht kleinere Bauteilgrößen und senkt die Materialkosten. Dies steigert die Zuverlässigkeit.
Eleazar Falco lobt höhere Streuinduktivität zur Optimierung der Wandlerleistung
Wegen der optimierten magnetischen Kopplung beider Wicklungen nutzt die Ripple Current Steering-Technik den Ripple-Strom zielgerichtet von der Eingangs- in die Ausgangsspule. Dadurch werden hochfrequente Anteile selektiv reduziert und leitungsgebundenes EMI-Rauschen nachhaltig minimiert. Eleazar Falco, Senior Application Engineer bei Würth Elektronik eiSos, empfiehlt, eine höhere Streuinduktivität bewusst einzusetzen, da sie entgegen sonstiger Annahmen die Energieeffizienz und thermische Stabilität in SEPIC-Wandlern signifikant verbessert und Schaltverluste verringert, was den Platzbedarf weiter optimiert.
Entwickler profitieren von praxisnahen SPICE-Ergebnissen und echten umfangreichen Prototypmessungen
Würth Elektronik nutzt SPICE-Simulation und Prototypanalysen zur exakten Quantifizierung zentraler SEPIC-Parameter. Dabei werden Schaltverluste, Ripple-Stromspektren und thermisches Verhalten umfassend ausgewertet. Die so gewonnenen Werte dienen als fundierte Grundlage für die korrekte Auslegung von WE-MCRI-Drosseln. Entwickler erhalten spezifische Kennzahlen, um Induktivitätswerte, Kühlung und Schaltfrequenzen optimal anzupassen. Sowohl bei CCM- als auch bei DCM-Betrieb wird dadurch eine höhere Effizienz, stabiler Temperaturbetrieb und verbesserte EMV-Sicherheit gewährleistet. Die Analyse identifiziert kritische Verlustpfade zur Kühloptimierung.
WE-MCRI-Drosseln minimieren Platzbedarf und reduzieren Verluste bei SEPIC-Anwendungen effektiv
ANP135 bietet einen praxisorientierten Rahmen zur Entwicklung von SEPIC-Konvertern mit gekoppelten oder unabhängigen Speicherdrosseln und fokussiert auf die hocheffizienten WE-MCRI-Induktivitäten. Die Ripple Current Steering-Funktion lenkt Ripple-Ströme gezielt um und dämpft EMI. SPICE-basierte Modellierungen und Validierungsversuche liefern reproduzierbare Ergebnisse zu Verlusten, Stromrippeln und thermischem Verhalten. Entwickler können anhand dieser Daten Bauteilgrößen, Filterkonzepte und Betriebsmodi definieren, um Platzbedarf zu minimieren und Leistung sowie EMV-Konformität zu maximieren und Entwicklungszeiten deutlich reduzieren dank Vorgaben.
