Un convertitore SEPIC (Single-Ended Primary Inductor Converter) è una topologia di alimentatore switching non isolato che genera una tensione di uscita che può essere superiore, uguale o inferiore alla tensione di ingresso. Le applicazioni tipiche includono prodotti e caricabatterie alimentati a batteria, sistemi di alimentazione per autoveicoli, inverter fotovoltaici, illuminazione a LED off-grid e PFC per la correzione del fattore di potenza. Questa nota applicativa fornisce un'analisi dettagliata del convertitore SEPIC, con particolare attenzione agli induttori. Würth Elektronik pone particolare enfasi sulle implementazioni con induttori accoppiati, come la famiglia WE-MCRI, e analizza sia il controllo della corrente di ripple sia il ruolo critico dell'induttanza di dispersione nelle prestazioni del convertitore. L'analisi si avvale di simulazioni SPICE e misurazioni su un prototipo reale di convertitore DC-DC SEPIC.
Soluzione accoppiata o non accoppiata
A differenza delle topologie a singolo induttore come Buck, Boost o Buck-Boost, lo stadio di potenza SEPIC richiede due induttori. Questi possono essere implementati come induttori indipendenti e non accoppiati oppure, in alternativa, come un induttore di potenza accoppiato con due avvolgimenti su un nucleo comune. Questa configurazione non solo riduce il numero di componenti, ma richiede anche un induttore più piccolo per generare la stessa ampiezza di corrente di ripple rispetto a una soluzione con induttori non accoppiati. Inoltre, l'accoppiamento magnetico degli avvolgimenti consente l'implementazione di una tecnica chiamata Ripple Current Steering. Questa tecnica prevede il controllo di quale avvolgimento trasporta più corrente di ripple, riducendo così il rumore EMI condotto. Comprendere l'impatto dell'induttanza di dispersione sulle prestazioni di un SEPIC con induttori accoppiati è fondamentale. Contrariamente a quanto accade nella maggior parte delle applicazioni, in questo caso un'induttanza di dispersione più elevata può portare vantaggi", spiega Eleazar Falco, ingegnere senior delle applicazioni presso Würth Elektronik eiSos e autore dell'articolo.
