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SEPIC耦合电感电流的问题

前几天测试了一个SEPIC拓扑的耦合电感波形,输出负载是一串LED,可以自由调节LED个数和输出电流。然后发现一个很奇怪的现象:在输出大功率、大电流的时候,与开关MOSFET相连的电感L1,在开关导通的时候,电感电流上升斜率逐渐增大;而与二极管相连的电感L2,电流上升的斜率逐渐减小,以至于上升到一定程度,电流反而下降。如下给出了电流波形。

下图对应的输入输出配置:耦合电感10uH, Pout=22W, Vout=55V, Iout=0.4A, Vin=7.3V;

CH4为L1电流,CH3为L2电流。注意到电感电流上升和下降时,并非是直线的斜坡。


 

上图对应的输入输出配置:耦合电感10uH,Pout=23.7W,Vout=15.8V,Iout=1.5A,Vin=7.4V;

CH4为L1电流,CH3为L2电流。注意到电感L2电流上升过程中,上升到一定程度,电流不增反降。L1电流没有出现这种状况。

 

两个电感在充电与放电过程中,电压都保持恒定,这也是符合SEPIC拓扑的基本原理的。如下是测得的电感电压波形与电流波形对照图。

CH1、CH2分别为电感L1的电压、电流波形,CH4、CH3分别为电感L2的电压、电流波形。

 

所以,问题是:上述电流上升斜率的变化,以及L2电感电流不升反降的原因。希望能得到诸位大虾与前辈们的指导,谢谢!

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2013-07-23 09:39

    先说一下我自己对此问题的想法。

    首先,我认为这两个电感并未完全耦合,这通过我测出来的实际电感值并不等于理论计算的20uH可以得出(单个耦合电感的感值是10uH)。而且从实际波形上看,在电流上升缓慢的点,电感感值已经超过了20uH很多了,这是个很奇怪的现象。电感的伏秒法则是最基本的原理,如果这一普遍原理没有问题,那就是我思考问题的方式有问题。

    其次,电感L1的电流上升斜率一直变大,而L2的上升斜率一直变小以致电流不增反减,我认为这可能与两个电感的充电方式有关:在开关管导通的情况下,L1直接由Vin充电,而L2是由耦合电容上的电压充电,所以,我认为L2的电流波形,肯定会跟耦合电容上的电压有关。

    最后,我认为之所以L2电感电流上升到一定程度,不增反降,有可能跟耦合电感的磁芯磁通量饱和有关。因为L1的电流一直增大,当两个电感电流之和达到磁芯饱和时的电流时,因L1电流仍继续增大,L2的电流只能减小。

    针对上述我的想法,我会继续做相关测试加以验证。若有进展,也可以跟大家分享。另外,有没有哪位大虾指点一下分析此问题和解决此问题的思路?谢谢!

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2013-07-24 12:36
@大鱼来打渔
   先说一下我自己对此问题的想法。   首先,我认为这两个电感并未完全耦合,这通过我测出来的实际电感值并不等于理论计算的20uH可以得出(单个耦合电感的感值是10uH)。而且从实际波形上看,在电流上升缓慢的点,电感感值已经超过了20uH很多了,这是个很奇怪的现象。电感的伏秒法则是最基本的原理,如果这一普遍原理没有问题,那就是我思考问题的方式有问题。   其次,电感L1的电流上升斜率一直变大,而L2的上升斜率一直变小以致电流不增反减,我认为这可能与两个电感的充电方式有关:在开关管导通的情况下,L1直接由Vin充电,而L2是由耦合电容上的电压充电,所以,我认为L2的电流波形,肯定会跟耦合电容上的电压有关。   最后,我认为之所以L2电感电流上升到一定程度,不增反降,有可能跟耦合电感的磁芯磁通量饱和有关。因为L1的电流一直增大,当两个电感电流之和达到磁芯饱和时的电流时,因L1电流仍继续增大,L2的电流只能减小。   针对上述我的想法,我会继续做相关测试加以验证。若有进展,也可以跟大家分享。另外,有没有哪位大虾指点一下分析此问题和解决此问题的思路?谢谢!

木有专家能指点一二吗?有哪位网友用过SEPIC拓扑或者耦合电感的,可以分享一下这方面的经验么?~~~~~~

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