解密复合电源的神奇之处：详解SEPIC电源工作原理

SEPIC（Single Ended Primary Inductor Converter），是一种能够实现升降压的非隔离DC/DC拓扑，尤其适合电池供电的应用场合。例如，车载铅酸蓄电池电压为13.8V，而9~16V均为其正常工作电压范围，在汽车启动的时候，电池电压甚至会瞬间跌落至4.5V，此时如果挂在车载电池上的用电设备仍需要保持正常工作，则不得不采用升降压DC/DC的方案。

反极性Buck-Boost是升降压拓扑，但是Buck-Boost输出反极性，产生的是负压输出，这种负压输出应用到LED驱动是很好的方案，却不能应用到给普通设备供电；四开关Buck-Boost也是升降压拓扑，也能做到正极性输出。四开关Buck-Boost集成四颗MOS管，对于中小功率场合，成本就不太划算了。

于是SEPIC就有了存在的价值。

1. SEPIC电源的特点

SEPIC电源（Single-Ended Primary Inductor Converter）是一种常用的开关电源拓扑结构，具有以下几个特点：

（1）双向能力：SEPIC电源具有双向能力，可以实现电压升压和降压功能。通过合适的控制方式，可以将输入电压升压到输出电压或者将输入电压降压到输出电压，适用于各种应用场景。

（2）输出电压与输入电压可隔离：SEPIC电源的输出电压与输入电压可以隔离，这对于需要隔离输入和输出的应用非常有用。隔离性能可以提高电路的安全性和稳定性，并减少电路间的相互干扰。

（3）输入电流连续性：SEPIC电源的输入电流具有连续性，这意味着输入电流基本上是连续的，而不会出现脉冲或间断的情况。这有助于减少电源对输入电源的干扰，并提高整体电路的稳定性。

（4）输出电压稳定性：SEPIC电源可以通过反馈机制实现对输出电压的稳定控制。通常，电压反馈回路被用于监测输出电压并与参考电压进行比较，从而调整开关器件的开关时间，以保持输出电压的稳定性。

（5）较低的输出纹波：SEPIC电源在输出电压上具有较低的纹波。这是通过在输出电压上使用电感元件实现的，电感元件有助于平滑输出电压并减少纹波的幅度。

（6）宽输入电压范围：SEPIC电源的输入电压范围通常相对较宽，可以适应不同的电源输入条件。这使得SEPIC电源在应对输入电压变化较大的应用中具有较高的灵活性。

2. SEPIC电源的工作原理

SEPIC电路的形式如图8.7所示，拓扑非常好记，Boost电路中间插入一个LC环节就构成了SEPIC电路。SEPIC电路通常取电感L1和L2相等。

图 8.7 SEPIC变换器电路原理图

SEPIC电源主要由一个开关器件（如MOSFET）和多个电感、电容元件组成。下面以升压为例，说明SEPIC电源的工作原理。

（1）能量存储阶段（开关器件导通）：当开关器件导通时，输入电压Vin作用到电感L1两端，形成第一个回路。同时，电容C1与L2形成第二个回路，C1被充电。C_out给负载供电，形成第三个回路。

（2）能量传递阶段（开关器件关断）：当开关器件关断时，电感L1的储存能量被传递到输出电路。由于两个电感中的电流方向由于电感特性并不会发生突变，因此电感两端的电压极性会发生改变，以便继续为电流续流。这时会形成两个电流回路。这时会在电路中形成两个回路，第一个回路由输入电源V_in经过L1和C1、D1，为负载供电，在此期间同时为输出电容C_out进行充电。第二个回路由储能电感L2放电，经过二极管D1，对负载进行供电。