中心議題：

• 利用耦合電感實現更小尺寸且更高效的SEPIC
• 利用耦合電感實現更小尺寸的 ZETA 轉換器
• 耦合電感用於分離軌電源
• 利用耦合電感實現更高的輸出電壓

耦ou合he電dian感gan由you兩liang個ge纏chan繞rao在zai同tong一yi磁ci芯xin上shang的de單dan獨du電dian感gan組zu成cheng，其qi封feng裝zhuang與yu單dan電dian感gan在zai長chang寬kuan尺chi寸cun上shang相xiang似si，隻zhi會hui稍shao微wei高gao一yi點dian，但dan可ke以yi產chan生sheng相xiang同tong的de電dian感gan值zhi。耦ou合he電dian感gan的de價jia格ge一yi般ban也ye會hui比bi兩liang個ge單dan電dian感gan的de價jia格ge低di。耦ou合he電dian感gan的de繞rao組zu可ke以yi為wei串chuan聯lian
、並聯，也可以作為一個變壓器。本文重點介紹利用耦合電感滿足常見應用需求的四種 DC/DC 轉換器拓撲結構。

徹底了解耦合電感的各種規範，是充分利用它們所具有優勢的一個基本要求。大多數耦合電感都具有相同的匝數—即 1：1 匝數比—但有些更新的耦合電感擁有更高的匝數比。耦合電感的耦合係數 K 一般約為 0.95
，遠低於自定義變壓器至少為 0.99 的係數。耦合電感的互感係數讓其在一些回描應用中顯得有些沒有效率，同時還會引起非理想（例如：圓形而非三角形）dianganboxing。lingwai
，genjuqiraozushijiweichuanlianhaishibinglian，ouhediangandedianliuguigeyebutong。liru，raozuweichuanlianshi，dengxiaodianganjiuhuiyinweihuganerchaoguoedingdiangande2倍。飽和及 RMS dianliuedingzhiyidingshiyongyutongshiliuguolianggeraozudedianliu，chufeichanpinshuomingshuzhonglingyoushuoming。lijiezhexieguifanyihou
，womenbiankeyiduixianshiyingyongzhongdeyixieouhedianganlizijinxingyanjiu。

更小尺寸且更高效的 SEPIC

盡管DC/DC單端初級電感轉換器 (SEPIC) 拓撲不是什麼新東西
，但的確直到最近它才開始流行起來
，然而，對於能夠對高低輸入電壓之間的輸出電壓（例如：12V未校準插牆式電源）進行調節的轉換器需求一直都存在。雖然我們可以將任何升壓轉換器/控製器配置為一個 SEPIC，但其在最近才得到普遍的使用。兩個因素促進了 SEPIC 的人氣大增：(1) IC 製造廠商已經開始製造更多具有電流模式控製功能的升壓控製器，旨在簡化補償
；(2) 電感製造廠商已經開始製造許多可以最小化轉換器總 PCB 體積的單封裝耦合電感。改用耦合電感以後，許多具有兩個單獨電感應用的電源體積可以縮減三分之一。圖 1 顯示了使用 TI TPS61170 和 Wuerth 744877220 的一個 SEPIC。

圖 1 使用 TI TPS61170 和 Wuerth 744877220 的 SEPIC

更吸引人的是，使用一個 1：1 耦合電感的 SEPIC 可ke迫po使shi電dian感gan紋wen波bo電dian流liu在zai兩liang個ge繞rao組zu之zhi間jian分fen開kai，從cong而er允yun許xu使shi用yong兩liang個ge單dan獨du電dian感gan要yao求qiu電dian感gan的de一yi半ban
，產chan生sheng相xiang同tong的de紋wen波bo電dian流liu。相xiang對dui於yu相xiang同tong尺chi寸cun封feng裝zhuang中zhong雙shuang倍bei電dian感gan值zhi的de兩liang個ge單dan獨du電dian感gan，耦ou合he電dian感gan具ju有you更geng低di的de DC電阻
，有助於提高總轉換器效率。特別是15-V 輸入和 12-V

、325-mA 輸出時，圖 1 所示 SEPIC 的效率超出 91%。
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更小尺寸的 ZETA 轉換器

由於使用了兩個電感和一個耦合電容，ZETA 轉換器擁有與 SEPIC 一樣的升壓降壓功能，但使用的是一個降壓控製器而非升壓控製器。圖 2 顯示了 ZETA 結構中所使用的 TI TPS40200 和 Coiltronics DRQ74。與 SEPIC 一樣，得益於分離電感紋波電流

，這種 ZETA zhuanhuanqizhiyaoqiuyibandedianganjiunengdedaoxiangtongdewenbodianliu。tongyangleiside
，qizongtidianyuantijibishiyonglianggedandudianganxiaosanfenzhiyi。youyushuchudiangandianliubuduanjingguo ZETA 轉換器輸出，ZETA 轉換器的輸出電壓具有比相同電感的 SEPIC 更低的紋波。因此，相比 SEPIC
，ZETA 可能更適合於低噪聲應用。

圖 2 使用 TI TPS40200 和 Coiltronics DRQ74 的 ZETA 轉換器

分離軌電源

匹(pi)配(pei)正(zheng)負(fu)電(dian)源(yuan)軌(gui)是(shi)許(xu)多(duo)工(gong)業(ye)應(ying)用(yong)的(de)常(chang)見(jian)要(yao)求(qiu)，對(dui)放(fang)大(da)器(qi)而(er)言(yan)更(geng)是(shi)如(ru)此(ci)。我(wo)們(men)可(ke)以(yi)對(dui)寬(kuan)輸(shu)入(ru)範(fan)圍(wei)降(jiang)壓(ya)轉(zhuan)換(huan)器(qi)進(jin)行(xing)配(pei)置(zhi)
，以(yi)提(ti)供(gong)負(fu)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)。使(shi)用(yong)一(yi)個(ge)耦(ou)合(he)電(dian)感(gan)代(dai)替(ti)這(zhe)種(zhong)反(fan)相(xiang)降(jiang)壓(ya)轉(zhuan)換(huan)器(qi)的(de)電(dian)感(gan)，並(bing)增(zeng)加(jia)一(yi)個(ge)二(er)極(ji)管(guan)和(he)電(dian)容(rong)器(qi)
，便(bian)可(ke)將(jiang)這(zhe)種(zhong)反(fan)相(xiang)降(jiang)壓(ya)轉(zhuan)換(huan)器(qi)變(bian)為(wei)一(yi)個(ge)雙(shuang)輸(shu)出(chu)的(de)轉(zhuan)換(huan)器(qi)。圖(tu) 3 顯示了以這種方法使用的 TI TPS54160 和 Coilcraft 150-μH MSD1260。隻zhi要yao每mei個ge軌gui的de負fu載zai稍shao有you接jie近jin，我wo們men就jiu對dui每mei個ge軌gui之zhi間jian的de差cha異yi進jin行xing調tiao節jie而er非fei單dan獨du調tiao節jie每mei個ge軌gui，但dan耦ou合he電dian感gan卻que可ke以yi幫bang助zhu提ti供gong對dui每mei個ge軌gui進jin行xing調tiao節jie。

圖 3 使用 TI TPS54160 和 Coilcraft MSD1260 的分離軌降壓轉換器[page]

更高的輸出電壓

集成 FET 的 DC/DC 轉換器的輸出電壓受限於轉換器的開關電流額定值。將一個 1：1 以上匝比的耦合電感連接至轉換器的開關 (SW) 引腳，可以擴展所有升壓轉換器的有效輸出電壓範圍。例如，圖 4 顯示了 30-V 絕對最大電流額定值的 TI TPS61040 升壓轉換器，其作用是提供 35V 或更高的電壓
，同時還顯示了一個 1：2 耦合電感 Coilcraft LPR4012-103B。耦合電感結構多繞組端與二極管串聯時，單繞線電感——以及由此產生的轉換器開關 FET—電壓隻有輸出電壓的三分之一，即負輸入電壓。

圖 4 具有更大輸出電壓範圍的 TI TPS61040 和 Coilcraft LPR4012-103B