采用LT1961的高效SEPIC设计：宽输入电压范围应用的理想选择

在现代电子系统中，宽输入电压范围的应用场景越来越普遍。例如，汽车电子、分布式电源和电池供电设备等，通常需要从一个变化较大的总线电压中生成稳定的输出电压。这种需求促使工程师们寻找一种灵活且高效的DC/DC转换器解决方案。代理销售ADI旗下全系列IC电子元器件-中芯巨能分享基于ADI(亚德诺)LT1961的单电感升压型SEPIC（Single-Ended Primary Inductor Converter）设计，并分析其在宽输入电压范围应用中的性能优势。

宽输入电压范围的挑战与解决方案

许多应用的工作电压位于总线电压范围的中间值，例如汽车电子系统中常见的12V工作电压，而其总线电压范围可能在4V至18V之间波动。在这种情况下，传统的降压或升压转换器无法同时满足高低输入电压的需求。回扫拓扑和典型SEPIC设计虽然能够应对这一问题，但它们通常需要使用变压器，这不仅增加了电路的高度，还对布局设计提出了更高的要求。

为了解决这些问题，本文提出了一种基于两个扁平电感器和一个SEPIC耦合电容器的设计方案。该方案通过耦合电容器在两个电感器之间转移能量，从而避免了使用变压器。这种设计不仅简化了电路结构，还显著降低了整体高度，非常适合空间受限的应用。

LT1961 SEPIC设计的核心特性

LT1961是一款1.25MHz、电流模式控制的单片升压型转换器，其峰值开关电流可达1.5A。它支持3V至20V的宽输入电压范围，并能提供稳定的5V或12V输出电压，最大高度仅为3mm。这种设计充分利用了陶瓷电容器和小型化元件的优势，使得整个电路既紧凑又高效。

3V至20V输入、5V输出设计

图1展示了一个基于LT1961的SEPIC电路，其输入电压范围为3V至20V，输出电压固定为5V。该电路的输出电流能力随输入电压的变化而改变。例如，在3V输入时，负载电流可高达410mA；而在20V输入时，负载电流可达到830mA。耦合电容器的选择至关重要，它需要足够大以处理初级侧和次级侧之间的RMS波纹电流，同时保持良好的稳压性能和最大输出功率。

图1

LT1961采用的电流模式控制拓扑结构和10μF的小型陶瓷输出电容器，能够在宽输入电压范围内提供优越的瞬态响应。此外，通过优化高△I/△t不连续电流通路的布局（如图1中粗线所示），可以有效减少开关节点上的电压尖峰，从而提高系统的可靠性和效率。

4V至18V输入、12V输出设计

对于需要12V输出的应用（如汽车电子系统），LT1961同样表现出色。图2展示了一个4V至18V输入、12V输出的SEPIC电路，适用于冷启动等极端条件下的稳态工作电压。该设计的最大负载电流随输入电压升高而增加。例如，在12V输入时，负载电流可达500mA；而在18V输入时，负载电流可高达600mA。

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图2

续流二极管的额定反向击穿电压为40V，足以承受开关断开期间感应的电压（等于输入电压与输出电压之和）。LT1961的最大额定开关电压为35V，因此即使在18V输入条件下也能安全运行。此外，通过合理布置两个电感器的位置，可以进一步优化布局设计，满足严格的尺寸限制。

效率与性能分析

如图3所示，LT1961的SEPIC设计效率通常高于75%，最高可达80%。这一指标优于传统12V SEPIC的平均水平，甚至接近某些价格和尺寸相近的降压型转换器解决方案。图4展示了不同输入电压条件下的峰值电感器电流和最大负载电流，验证了LT1961在宽输入电压范围内的卓越性能。

图3

图4

LT1961的SEPIC设计方案以其小巧的尺寸、简单的结构和高效的性能，成为宽输入电压范围应用的理想选择。它通过使用两个扁平电感器和陶瓷电容器，成功避免了传统SEPIC设计中对外形较高的变压器的依赖，同时提供了优异的布局灵活性和成本效益。无论是汽车电子、分布式电源还是其他空间受限的应用，LT1961都能为工程师提供一种可靠的解决方案，帮助他们在设计中实现更高的效率和更小的尺寸。如需LT1961产品规格书、样片测试、采购、BOM配单等需求，请加客服微信：13310830171。