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Dans la note d’application ANP135 « Le SEPIC avec inductances de puissance couplées et non couplées », Würth Elektronik aborde le fonctionnement d’un convertisseur primaire inducteur asymétrique SEPIC (Single-Ended Primary-Inductor Converter) en modes de conduction continue (CCM) et discontinue (DCM). Ce document de 28 pages traite également des considérations et des directives de conception, en mettant l’accent sur les inductances.

Le SEPIC est une topologie d’alimentation à découpage non isolée, capable de produire une tension de sortie supérieure, égale ou inférieure à la tension d’entrée. Parmi ses applications typiques, on trouve les dispositifs et chargeurs alimentés par batterie, les systèmes d’alimentation automobile, les onduleurs photovoltaïques, l’éclairage LED hors ligne et les étages de correction du facteur de puissance. La note d’application propose une étude approfondie du convertisseur SEPIC, avec un accent particulier sur les inductances. Würth Elektronik met en avant l’implémentation avec une inductance couplée, telle que la WE-MCRI, incluant une analyse du « ripple current steering » (pilotage du courant d’ondulation) et du rôle clé de l’inductance de fuite sur les performances du convertisseur. Cette analyse est appuyée par des simulations SPICE et des mesures sur un prototype réel de convertisseur SEPIC DC-DC.

Couplée ou non couplée

Contrairement aux topologies ne nécessitant qu’une seule inductance, comme les convertisseurs abaisseurs (buck), élévateurs (boost) ou abaisseurs-élévateurs (buck-boost), l’étage de puissance SEPIC exige deux inductances. Celles-ci peuvent être mises en œuvre sous forme d’inductances séparées (non couplées) ou, en alternative, configurées en une inductance de puissance couplée avec deux enroulements sur un noyau commun. Cette configuration permet non seulement de réduire le nombre de composants, mais aussi de nécessiter une inductance plus faible tout en générant une amplitude de courant d’ondulation équivalente à une solution avec inductances non couplées. De plus, le couplage magnétique des enroulements permet l’implémentation du « ripple current steering », une technique consistant à « diriger » le courant d’ondulation de l’enroulement d’entrée vers celui de sortie, contribuant ainsi à la réduction du bruit EMI conduit. « Il est important de comprendre l’impact de l’inductance de fuite sur les performances d’un SEPIC avec inductances couplées. Une inductance de fuite plus élevée peut en réalité être avantageuse dans ce cas, contrairement aux scénarios classiques », explique Eleazar Falco, ingénieur d’application senior chez Würth Elektronik eiSos et auteur de la note.

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