| SEPIC 토폴로지, 안정적 출력 전압 제공
| SEPIC, 입력 전압 달라도 다른 전원 공급
| ADI LT8711, SEPIC 가능 DC-DC 컨트롤러

동기 SEPIC 토폴로지를 지원하는 제품은 그렇게 흔치 않다.

아나로그디바이스(ADI)의 LT8711은 동기 벅, 부스트, SEPIC(Single-Ended Primary-Inductor Converter), ZETA 토폴로지와 비동기 벅-부스트 토폴로지가 가능한 DC-DC 컨트롤러다.

SEPIC 토폴로지는 입력 전압이 출력보다 훨씬 낮게 떨어지거나 출력보다 훨씬 높게 상승하더라도 안정적인 출력 전압을 제공할 수 있다는 점에서 유용하다.

콜드 크랭크나 부하 덤프가 발생될 수 있는 자동차 애플리케이션과 공장 환경에서 긴 전원 라인을 사용하고 정전이 발생될 수 있는 산업용 애플리케이션에 특히 중요하다.

석유가스 분야에 사용되는 장비는 SEPIC 컨버터를 사용해서 신뢰성을 높일 수 있다.

다중의 전원장치를 사용해서 주요 부하로 전원을 공급하면서 어느 한 전원에서 문제가 생겼을 때 입력 전압이 다름에도 불구하고 SEPIC이 다른 전원을 사용해서 부하로 전원을 공급할 수 있기 때문이다.

그림 1은 파워트레인 용으로 LT8711을 채택한 동기 SEPIC 컨버터로서, 다음과 같은 부품들을 사용하고 있다.

▲2개의 비결합 인덕터 L1과 L2
▲N-채널 MOSFET MN1, BG 핀을 사용해서 구동
▲2개의 동기 P채널 MOSFET MP1과 MP2, TG 핀을 사용해서 구동
▲디커플링 커패시터 C1, C2, C3
▲입력 및 출력 필터

그림 2는 14V 입력 전압일 때 이 컨버터의 효율을 보여준다. 동기 방식을 사용함으로써 피크 효율이 93.4%로서 높은 효율을 달성한다.

그림 3과 그림 4는 입력 전압이 출력보다 낮게 떨어지거나 높게 상승하더라도 안정적인 출력 레귤레이션을 유지한다는 것을 보여준다.

이 디자인을 위해서 데모 회로 DC2493A의 출력 전류를 4A에서 6A로 높이도록 수정했다. 또 MOSFET MN1 및 MP1과 인덕터 L2를 그림 1에서 보는 부품들로 대체했다.

수정된 DC2493A 데모 회로를 사용해서 이 디자인을 평가했다.

그림 5는 이 보드의 열 영상을 보여준다.

LT8711 데모 회로는 비슷한 솔루션의 LTspice모델을 제공한다. 또 LT8711 데이터 시트에서는 SEPIC 파워트레인 부품을 어떻게 적절히 선택할 수 있는지 설명하고 있다.

다음은 이 토폴로지로 기본적인 기능을 이해할 수 있도록 피크 전압과 전류를 계산하는 공식이다.

LT8711은 동기 벅, 부스트, SEPIC, ZETA와 비동기 벅-부스트 컨버터가 가능하도록 설계된 범용성과 유연성이 뛰어나다.

동기 SEPIC을 사용함으로써 변동적인 입력 전압 범위에서도 높은 효율로 안정적인 출력을 제공할 수 있다. 이 점은 자동차와 산업용 애플리케이션에 중요하다.










이 기사는 아나로그디바이스의 빅터 카시예프(Victor Khasiev) 선임 애플리케이션 엔지니어의 '자동차 및 산업용으로 적합한 고효율 동기 SEPIC(High Efficiency Synchronous SEPIC for Automotive and Industrial Installations)'을 정리한 것입니다.