¿Cómo se dimensiona la capacitancia de acoplamiento para un convertidor SEPIC?

Question

Las notas de la aplicación que he visto para un convertidor SEPIC1 me dicen que debe dimensionar el condensador de acoplamiento para las corrientes y voltajes de ondulación. No he visto ninguna que me diga cómo dimensionar la capacitancia. Obviamente hay un mínimo; cero capacitancia significa que no hay acoplamiento, por lo que la entrada no tiene efecto en la salida. Para que los efectos de conmutación se transmitan de la entrada a la salida, necesitamos suficiente capacitancia para superar cualquier capacitancia parásita en el lado de salida del convertidor. Tal vez 1000 pF debería ser suficiente para eso, creo, dependiendo de lo que más esté sucediendo en el circuito. Pero el diseño de referencia que he heredado utiliza un condensador de 1 uF, lo cual parece ser exagerado para ese propósito. Lo que me hace pensar que hay algo más en la dimensionamiento de ese condensador que simplemente superar la capacitancia parásita.

¿Cómo dimensiono correctamente el condensador de acoplamiento en un convertidor SEPIC?

1 _{Por ejemplo, <a href="http://www.ti.com/lit/an/snva168e/snva168e.pdf" rel="nofollow">este documento de Texas Instruments AN-1484 <em>Diseño de un convertidor SEPIC</em></a>.}

Answer 1

Para que los efectos de conmutación se acoplen de la entrada a la salida, necesitamos la suficiente capacitancia para sobrepasar cualquier capacitancia parásita en el lado de la salida del convertidor.

Si los dos inductores están acoplados entonces un SEPIC puede convertirse en un convertidor flyback y el capacitor no es necesario. Esto te dice que no hay un valor mínimo para el capacitor de acoplamiento: -

Creo que vale la pena enlazar a este artículo del que robé la imagen.

El artículo se llama "Topología de fuente de alimentación: SEPIC vs Flyback" publicado por Electronics Weekly.

Básicamente y en términos simples, no necesitas el capacitor si estás utilizando inductores acoplados, pero cuanto más capacitancia apliques, más se parecerá a un convertidor SEPIC con las diversas compensaciones que obtendrás.

Answer 2

La mayoría de las ecuaciones de estado estacionario para un CCM SEPIC se basan en que el voltaje a través de \$C_c\$ es aproximadamente \$V_{\text{in}}\$, por lo que es mejor mantener el voltaje de ondulación pequeño en comparación con \$V_{\text{in}}\$. Al utilizar un capacitor electrolítico, elegir una parte que pueda soportar la corriente eficaz, hace que el voltaje de ondulación a través de \$C_c\$ sea lo suficientemente pequeño. Por supuesto, esto puede no ser cierto con una parte cerámica.

Para partes con una ESR baja, el máximo voltaje de ondulación a través de \$C_c\$ sería inferior a \$\frac{I_{\text{out}}}{C_c f_{\text{pwm}}}\$. Comience con un voltaje de ondulación de 0.1 \$V_{\text{in}}\$ para elegir un valor para \$C_c\$. Aquí hay una referencia básica para diseñar un SEPIC, aunque no te dice explícitamente cómo elegir el valor de \$C_c\$.

Es interesante cómo, si se hace que \$C_c\$ sea de un valor pequeño y el inductor de salida es más pequeño que el inductor de entrada, y tal vez se agrega un poco de capacitancia a través del interruptor, el SEPIC comienza a parecerse a un convertidor de Clase E.