简介虽然轨到轨单电源运算放大器已得到广泛使用，但仍然经常需要由单一（正）输入供电轨产生两个供电轨（比方±15 V），以便为模拟信号链的差别部门供电。这些部门的电流一般较低（比方10 mA至500 mA），正负电源具有相对匹配精良的负载。 该问题的一种办理方案是使用两个差别的转换器，一个提供正供电轨，一个提供负供电轨。这样做本钱高昂，而且正如本应用条记所示，也没有须要。另一种办理方案是使用一个反激式转换器，然而，两个电源在差分负载下往往不能非常好地保持一致，需要较大且昂贵的变压器，而且效率低下。 更好的办理方案是使用一个SEPIC-C'uk转换器，该拓扑布局由毗连到同一开关节点的一个输出不受调治的C'uk转换器和一个输出受到调治的SEPIC转换器组成。这一组合产生的两个电源险些能在所有条件下都非常好地保持一致，除非负载100%不匹配。 对该转换器的工作原理及使用ADI公司ADP161x的实现方案举行分析，证明这种拓扑布局功能全面。别的，本京电港论坛文章将先容一种革命性的新型设计工具，它有助于在用户应用中快速实现SEPIC-C'uk转换器。
图1{京电港论坛}. SEPIC-C'uk转换器原理图 拓扑布局形貌初看起来，SEPIC-C'uk似乎是一个很复杂的转换器，具有四个差别的电感和开关。但是，可以将它看作由两个转换器组成，从而简化分析。对于SEPIC或C'uk转换器，Q1和Q2开关以相反的相位工作。图2{京电港论坛}显示SEPIC转换器在两种差别开关状态下的电流流向。
图2{京电港论坛}. SEPIC转换器的电流流向 虽然并不十分明显，但传输电容（C1）的电压约为恒定的VIN（带很小的纹波）。 图4{京电港论坛}所示为SEPIC转换器的抱负波形。当Q1导通时，SN2的电压即是-VIN.因此，在Q1导通（Q2断开）期间，L1a和L1b上的电压为VIN;当Q1断开（Q2导通）时，L1a和L1b上的电压为-VOUT.应用电感伏秒平衡原理，可以盘算稳态直流转换比，如方程式1所示。D为转换器的占空比（开关周期中Q1导通时间所占的比例）。 C'uk转换器的工作方式与SEPIC转换器相似，但是，开关Q2接地，而不是毗连到输出端，电感L2b毗连到输出端，而不是接地。图3{京电港论坛}显示C'uk转换器在两种开关位置时的电流流向。 C'uk是一个负输出转换器，因此流出负载的电流为其提供能量。
图3{京电港论坛}. C'uk转换器的电流流向 C'uk转换器的抱负波形如图4{京电港论坛}所示。应用电感伏秒平衡和电容电荷平衡的原理，可知C1上的电压为VIN + VOUT.因此，SN2开关节点在GND（当Q2闭适时）与-（VIN + VOUT）之间切换。当Q1导通（Q2断开）时，L2a和L2b上的电压为VIN;当Q1断开（Q2导通）时，L2a和L2b上的电压为-VOUT。
图4{京电港论坛}. SEPIC抱负波形比力 图4{京电港论坛}和图5{京电港论坛}中的波形可知，C'uk中电感上的电压与SEPIC中的情况完全相同。因此，C'uk的占空比关系式恰好为SEPIC的负值，如方程式2所示。
图5{京电港论坛}. C'uk抱负波形 由于占空比关系式巨细相等但符号相反，开关节点（SN1）电压相同，电感电流相同，因此可以简朴地将这两个转换器同时毗连到节点SN1.归并后的转换器如图1{京电港论坛}所示。 Q2和Q3由二极管取代，因为这些电源一般是低功率模拟电源，适合使用异步控制器。别的，两个电感（L1a和L2a）并联，这是因为L1a和L1b、L2a和L2b通过两个独立的耦合电感耦合在一起，由此会带来多项利益。 耦合电感可将电感中的电流纹波低落两倍（拜见"参考文献"部门引用的C'uk-Middlebrook论文）。别的，它可以消除方程式3和方程式4所确定的SEPIC和C'uk谐振，从而显着低落小信号模型的复杂度，而且支持更高的带宽。这样，昨们就能使用种类众多的现成器件，而不必范围于为数不多的三绕组1:1:1电感。
也可以使用Coilcraft Hexapath系列等六绕组器件或定制的三绕组变压器。 耦合系数的限制 虽然耦合电感具有突出的优势，但并不希望耦合太紧，以至于有大量能量通过铁芯传输。为制止这种情况，设计人员必须确保C1（和C2）在开关频率下的复阻抗小于泄泄电感（LLKG）的阻抗加上单一绕组DCR构成的复阻抗的十分之一。 该不等式如方程式5所示。泄泄电感（Ll）可以使用方程式6和耦合电感数据手册中提供的耦合系数（K）来盘算。Lm是数据手册中提供的自感丈量值。注意，在方程式5中，Cx和Lx中的x表现C1或C2、L1或L2。
差分负载和输出电压跟踪本质上，SEPIC-C'uk的C'uk（负）输出是未经调治的，因此与SEPIC（正）输出相比，输出电流的变革会带来一定的负载变革，特别是负载不匹配时。注意，其跟踪特点比相似配置的反激式转换器要好得多，尤其是在瞬变或负载不匹配的情况下，这是因为通道之间的耦合是直接毗连，而不是通过自己具有泄泄电感的变压器举行毗连。 图6{京电港论坛}显示将一个30 mA瞬变施加于SEPIC-C'uk转换器的C'uk（-VOUT）输出的响应，SEPIC输出保持恒定的100 mA.图中显示两个输出均对该瞬变负载做出了响应。这是最差情况的瞬变，因为C'uk输出未经调治。值得注意的是，-VOUT轨显示的大部门偏差实际上是应用于两个轨的负载（IOUT+ 、I OUT- ）之间不匹配所引起的直流调治偏移。
图6{京电港论坛}. 对负（C'uk）输出施加30 mA阶跃负载的瞬态响应 当两个电源的负载相同时，在稳态下，权重较大的误差项是电感的DCR不匹配和二极管的正向电压，可以让这些误差变得相对输出电压非常小。 当负载显着不匹配时，误差增大，如图7{京电港论坛}所示。因此，在某些应用中，大概有须要在一个或两个通道上放置一个小的伪负载，使两个电源均在其调治窗口中。应注意，一般而言，只要有足够的裕量，则运算放大器等模拟芯片对其电源的直流变革不是很敏感。
图7{京电港论坛}. 差分负载下供电轨之间的相对电压调治 技能资料出处:网络整理
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