相信每一位電源工程師對非隔離DC/DC拓撲BUCK/BOOST/BUCK-BOOST都了如指掌，因為這三類拓撲可以應付90%以上的應用場合。但是有時候世界就是這么殘酷，總有一些應用，讓你手足無措，這個時候，如果你還不懂賽皮克，那你就OUT啦。

賽皮克，英文名叫SEPIC，是一種能夠?qū)崿F(xiàn)升降壓的非隔離DC/DC拓撲，尤其適合電池供電的應用場合。

如圖1所示，車載鉛酸蓄電池電壓13.8V，9-16V均為其正常工作電壓范圍，在汽車啟動的時候，電池電壓甚至會瞬間跌落至4.5V，此時如果掛在車載電池上的用電設備仍需要保持正常工作，則不得不采用升降壓DC/DC的方案。

圖1：升降壓的應用場合單開關Buck-Boost是升降壓拓撲，但是Buck-Boost輸出反極性，產(chǎn)生的是負壓輸出，這種負壓輸出應用到LED驅(qū)動是很好的方案，卻不能應用到給普通設備供電；四開關Buck-Boost也是升降壓拓撲，也能做到正極性輸出，但就像利物浦主教練克洛普說過“好的球員除了貴，沒有任何缺點”，四開關Buck-Boost集成四顆MOS管，對于中小功率場合，成本就不太劃算了。于是SEPIC就有了存在的價值。下面簡單為各位認真的朋友簡單科普SEPIC電路的一些故事。

01【“賽皮克”的工作原理】

SEPIC電路的形式如圖2所示，拓撲非常好記，Boost電路中間插入一個LC環(huán)節(jié)就構成了SEPIC電路。SEPIC電路通常取電感L1和L2相等。

我們都知道，電感在一個開關周期內(nèi)不儲存能量，所以一個開關周期內(nèi)電感上的平均電壓等于零，所以容易推出SEPIC電路中間的耦合電容Cac的電壓V_ac=V_in。

圖2：Sepic電路的拓撲形式

如圖3所示，當MOS管導通的時段T_on內(nèi)，輸入電壓給L1充電，耦合電容Cac放電給L2充電，輸出電容Co續(xù)流給負載提供能量。由于V_ac=V_in，所以電感L1和L2的電流變化率相同。

圖3：MOS管導通時Sepic工作原理

如圖4所示，當MOS管關斷的時段Toff內(nèi)，電源通過L1、Cac、D給負載放電，同時L2也通過D給負載放電。不考慮D的管壓降，L1兩端的電壓和L2兩端電壓都等于Vo，所以電感L1和L2的放電電流變化率也相等。

圖4：MOS管關斷時Sepic工作原理

關于SEPIC的工作過程，這么理解就比較清晰了：MOS導通的時候，電源給L1充電，耦合電容給L2充電，Co給負載放電，MOS關斷的時候，L1充好的能量釋放給耦合電容，L2從耦合電容得到的能量再釋放給Co，能量就這樣一級一級的向后傳遞。之所以能夠?qū)崿F(xiàn)升降壓的功能，我們根據(jù)電感的伏秒平衡法則就可以知道啦。電感L1在Ton時段內(nèi)電壓為V_in，在Toff時段內(nèi)電壓為V_out，所以V_in*T_on=V_o*T_off。換算一下，我們就可以得到SEPIC電路的變比：Vo/Vin = D/(1-D)D>0.5的時候是升壓，D<0.5的時候是降壓。02【設計注意事項】

介紹完賽皮克的基本工作原理，我們來看看它的設計注意事項。

1.電感選型時保證低壓側流過最大負載電流時，電感電流的峰值不要超過飽和電流；

上面提到，電感L1和L2在MOS管開通和關斷的過程中，其電流變化率是相同的，但是電感電流I_L1和I_L2的平均值卻不相同。我們知道耦合電容一個周期內(nèi)同樣也不儲存能量，所以流過耦合電容的電流的平均值也等于零，于是可以得到電感L1的電流平均值等于輸入電流的平均值，電感L2的電流平均值等于輸出電流的平均值。由于SEPIC電路中的兩個電感通常選擇參數(shù)完全一致的電感，所以我們在電感選型設計時，需要保證低電壓側流過最大電流時，其電感電流不超過電感標稱的飽和電流參數(shù)。

2.保證MOS流過的電流不超過IC內(nèi)部的Current Limit

根據(jù)圖3，我們知道MOS管導通的時候，流過MOS的電流等于L1和L2的電流之和，當MOS關斷的時候，流過Diode的電流也等于L1+L2的電流之和。所以MOS的通流能力需要大于輸入+輸出電流的平均值+半個峰峰值并留有一定的裕量。否則正常工作的時候，會導致流過MOS電流觸碰到Current Limit點，從而觸發(fā)過流保護。

3.保證MOS的耐壓至少高于Vin+Vout

根據(jù)圖4，我們知道MOS管導通的時候，SW點的電壓等于0，MOS管關斷的時候，SW點的電壓等于Vin+Vout，所以MOS管的耐壓需要至少高于Vin+Vout，這一點設計時需要多加注意。

講到這里，賽皮克就基本為大家講完了，這個時候，認真的朋友可能會拋出茲爾塔ZETA的問題，于是熱心的小編也順帶給大家提一句。

03【茲爾塔ZETA】
茲爾塔和賽皮克是兄弟伙，賽皮克是基于Boost這類低邊MOS衍生而來的升降壓電路，茲爾塔則是基于Buck這類高邊MOS衍生而來的升降壓電路，電路形式如下圖5所示。和賽皮克相比，幾乎所有的分析都是互易的，認真的朋友可以自行分析。由于高邊MOS的成本高于低邊MOS，而且傲嬌的MPS同學幾乎把自己家的BUCK都做成了同步的，所以熱心的小編不推薦！

圖5：Zeta （茲爾塔）電路的拓撲形式