Buck-Boost / SEPIC
输出电压可高于或低于输入的两种拓扑:反相 Buck-Boost(负压输出)与 SEPIC(正压输出)。计算占空比、电感、峰值电流、电容与开关器件额定值,SEPIC 另给出耦合电容的耐压、RMS 电流与容量。
电路原理图
输入参数
计算结果
点按结果可复制数值;支持输入 4.7k、100n、2u2 等工程写法
计算公式
反相 Buck-Boost:VOUT = −VIN·D/(1−D),D = |VOUT| / (|VOUT| + VIN·η)
IL = IOUT/(1−D),L = VIN·D/(fSW·ΔIL),IPK = IL + ΔIL/2
VQ = VD = VIN + |VOUT|,COUT ≥ IOUTD/(fSWΔVOUT)
fRHP = RL(1−D)²/(2π·D·L)
SEPIC:D = (VOUT+VF) / (VIN+VOUT+VF)
ΔIL = r·IOUT·VOUT/VIN,L1 = L2 = VIN·D/(ΔIL·fSW)(耦合电感取一半)
IQ,pk = IL1,pk + IL2,pk,VQ = VIN+VOUT+VF
ICs,rms = IOUT√((VOUT+VF)/VIN),Cs = IOUT·D/(ΔVCs·fSW)
原理与说明
当输入电压范围跨越输出电压(例如锂电池 3.0–4.2 V 产生 3.3 V,或 9–16 V 产生 12 V)时,单纯的 Buck 或 Boost 都不能覆盖,需要升降压拓扑。
反相 Buck-Boost
- 只用一个电感,结构最简单,但输出是负电压;开关管和二极管都承受 VIN + |VOUT|。
- 输入、输出电流都是脉动的,输入、输出电容压力都大;有 RHP 零点。常用于产生 −5 V、−12 V 等负电源。
SEPIC
- 两个电感 + 耦合电容 Cs,输出为正、与输入同极性,开关管在低边、驱动简单。
- Cs 承受约 VIN 直流电压和较大的 RMS 电流,应选低 ESR 的 X7R 陶瓷电容;两个电感可绕在同一磁芯上(耦合电感),所需电感量减半。
- 计算方法参考 TI AN-1484《Designing A SEPIC Converter》与 SLYT309。
实时仿真为开环 PWM(理想 MOSFET),可观察电感电流纹波与输出建立过程。