محول ذو ملف حث ابتدائي أحادي الطرف

يُقال إن مُحوِّل SEPIC في وضع التوصيل المستمر ("الوضع المستمر") إذا لم تنخفض التيارات المارة عبر المحثين L1 وL2 إلى الصفر خلال دورة التشغيل. أثناء التشغيل المستقر لمُحوِّل SEPIC ، يكون متوسط ​​الجهد عبر المكثف C1 ( V_{_C1} ) مساويًا لجهد الدخل ( V_{_in} ). ولأن المكثف C1 يمنع التيار المستمر (DC)، فإن متوسط ​​التيار المار فيه ( I _{_C1} ) يساوي صفرًا، مما يجعل المحث L2 المصدر الوحيد لتيار الحمل المستمر. لذلك، فإن متوسط ​​التيار المار في المحث L2 ( I_{_L2} ) هو نفسه متوسط ​​تيار الحمل، وبالتالي فهو مستقل عن جهد الدخل.

بالنظر إلى متوسط ​​الفولتية، يمكن كتابة ما يلي:

${\displaystyle V_{IN}=V_{L1}+V_{C1}+V_{L2}}$

بما أن متوسط ​​جهد V _{_C1} يساوي V _{_IN} ، فإن V _{_L1} = −V _{_L2}. لهذا السبب، يمكن لفّ المحثين على نفس القلب الحديدي ، مما يُشبه محول الارتداد ، وهو أبسط أنواع طوبولوجيات إمداد الطاقة ذي الوضع التبديل المعزول بالمحولات. ولأن الجهدين متساويان في المقدار، فإن تأثيرهما على الحث المتبادل سيكون معدومًا، بافتراض صحة قطبية اللفات. كذلك، ولأن الجهدين متساويان في المقدار، فإن تيارات التموج من المحثين ستكون متساوية في المقدار.

يمكن جمع متوسط ​​التيارات على النحو التالي (يجب أن يكون متوسط ​​تيارات المكثفات صفرًا):

${\displaystyle I_{D1}=I_{L1}-I_{L2}}$

عند إغلاق المفتاح S1، يزداد التيار I _{_L1} بينما يصبح التيار I _{_L2} أكثر سلبية (رياضيًا، يتناقص بسبب اتجاه السهم). تأتي الطاقة اللازمة لزيادة التيار I _{_L1} من مصدر الإدخال. بما أن S1 مغلق لفترة وجيزة، والجهد اللحظي V _{_L1} يساوي تقريبًا V _{_IN} ، فإن الجهد V_{_L2} يساوي تقريبًا -V _{_C1}. لذلك، يكون الصمام الثنائي D1 منحازًا عكسيًا ويمنع مرور التيار، ويُزوّد ​​المكثف C1 الطاقة اللازمة لزيادة مقدار التيار I _{_L2} وبالتالي زيادة الطاقة المخزنة في L2. أما التيار I_{_RL} فيتم تزويده بواسطة المكثف C2. أسهل طريقة لتصور ذلك هي النظر إلى جهود انحياز الدائرة في حالة التيار المستمر، ثم إغلاق S1.

عند فتح المفتاح S1، يصبح التيار I _{_C1} مساويًا للتيار I _{_L1} ، نظرًا لأن المحاثات لا تسمح بتغيرات فورية في التيار. يستمر التيار I _{_L2} في الاتجاه السالب، ولا ينعكس اتجاهه أبدًا. يتضح من الرسم التخطيطي أن التيار السالب I _{_L2} يُضاف إلى التيار I _{_L1} لزيادة التيار المُوَصَّل إلى الحمل. باستخدام قانون كيرشوف للتيار ، يمكن إثبات أن I _{_D1} = I _{_C1} - I_{_L2} . نستنتج من ذلك أنه أثناء فتح المفتاح S1، يتم توصيل الطاقة إلى الحمل من كلٍّ من L2 وL1. مع ذلك، يتم شحن المكثف C1 بواسطة L1 خلال دورة الإيقاف هذه (كما يتم شحن المكثف C2 بواسطة L1 وL2)، وسيقوم بدوره بإعادة شحن L2 خلال دورة التشغيل التالية.

نظرًا لأن فرق الجهد عبر المكثف C1 قد ينعكس اتجاهه في كل دورة، يُنصح باستخدام مكثف غير مستقطب. مع ذلك، يمكن استخدام مكثف تانتالوم أو إلكتروليتي مستقطب في بعض الحالات، ^{[ 2 ]} لأن فرق الجهد عبر المكثف C1 لن يتغير إلا إذا أُغلق المفتاح لفترة كافية لنصف دورة رنين مع المحث L2، وعندها قد يكون التيار في المحث L1 كبيرًا جدًا.

لا يؤثر المكثف C _IN على تحليل الدائرة المثالية، ولكنه مطلوب في دوائر المنظم العملية لتقليل تأثيرات الحث الطفيلي والمقاومة الداخلية لمصدر الطاقة.

تُصبح قدرات رفع/خفض الجهد في مُحوّل SEPIC ممكنة بفضل المُكثّف C1 والمُحثّ L2. يُشكّل المُحثّ L1 والمفتاح S1 مُحوّل رفع جهد قياسي ، يُولّد جهدًا ( V _{_S1} ) أعلى من V _{_IN} ، وتُحدّد قيمته بواسطة دورة تشغيل المفتاح S1. بما أن متوسط ​​الجهد عبر C1 هو V _{_IN} ، فإن جهد الخرج ( V_{_O} ) هو V _{_S1} - V _{_IN} . إذا كان V _{_S1} أقل من ضعف V_{_IN} ، فسيكون جهد الخرج أقل من جهد الدخل. وإذا كان V _{_S1} أكبر من ضعف V_{_IN} ، فسيكون جهد الخرج أكبر من جهد الدخل.

يقال أن جهاز SEPIC يكون في وضع التوصيل المتقطع أو الوضع المتقطع إذا سُمح للتيار المار عبر أي من المحاثتين L1 أو L2 بالانخفاض إلى الصفر أثناء دورة التشغيل.