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                开关模冰晶鳳凰式电源电流检测——第三部分:电流检测方法

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                开关模式电源有三种@ 常用电流检测方法是:使用检小唯眼中紅光一閃测电阻,使用MOSFET RDS(ON),以及使用电感的直流电阻(DCR)。每种方法都有优点和缺点,选择检测方◥法时应予以考虑。

                检测电我都記得一清二楚阻电流

                作为电流检测元件的检测电卐阻,产生的检测误差最低(通常在1%和5%之间),温度︻系数也非常低,约为100 ppm/°C (0.01%)。在性能方面,它提供精度最高的电源,有助于实现极为精确的电源限流功〇能,并且在多个电源你以為突破到仙帝是一朝一夕并联时,还有這一群人只有七八個人利于实现精密均流。



                图1.RSENSE电流检测


                另一方面,因为电源设计中增加了→电流检测电阻,所以电阻也会产生额外的功耗。因此,与其他检测技术▂相比,检测电阻电流监测技术可能有更▃高的功耗,导致解决方案整体效率有所下降。专用电流检测▲电阻也可能增加解决方案成本,虽然一个检测他恢復自由了电阻的成本通常在0.05美元至0.20美元之间。

                选择检测电阻时不应╱忽略的另一个参数是其寄生∞电感(也称为『有效串联电感或ESL)。检测电阻可◥以用一个电阻与一个有限电感串現在哪還有什么戰斗力联来正确模拟。



                图2.RSENSE ESL模型


                此电感取决于所选的ζ 特定检测电阻。某些类型的电流嗡检测电阻,例如金属板电阻來金牌▓,具有较低的ESL,应同樣优先使用。相比之下,绕线检测电◇阻由于其封装结构而具有较高的ESL,应避免使用。一般来说,ESL效应会随着电流的增加這一拳、检测信号幅度的减小以及布局不︽合理而变得更加明显。电路的总电感还包括∮由元件引线和其他电路元隨后一咬牙件引起的寄生电感。电路的总电感也受到布金帝真身局的影响,因此必须妥善考虑元件的布∩局,不恰当的布局可能影响稳定性并加剧现有恐怕也很少有人能比得上你了电路设计问题。

                检测电阻ESL的影响可能◣很轻微,也可能很严重。ESL会导致╳开关栅极驱动器发生明显振荡,从而对开关导╲通产生不利影响。它还会增加 這╚ ā崩隊窳屠對露畝熱嗣婷嫦嚓錚郊依獻嬋墑翹と胝嫦芍成賢蚰甑娜稅一褂幸患善鰨駝庋嵋妝徽鴟閃耍勘灰蝗鞣桑?电流检测信号的纹波,导致波形中出①现电压阶跃,而不是预期的如图3所示的锯齿波形。这会→降低电流检测精度。

                图3.RSENSE ESL可能会对电流检测产生不利影响。


                为使电阻ESL最小,应避免使用具有长环路(如绕线电自己那一拳根本就沒傷到他阻)或长引线(如厚电阻)的检测天賦恐怕也能越級挑戰电阻。薄型※表面贴装器件是首选,例子包括▽板结构SMD尺寸0805、1206、2010和2512,更好的选择包括倒几何SMD尺寸0612和1225。

                基于功率MOSFET的电流检测

                利用MOSFET RDS(ON)进行电流检↙测,可以实现简单且经济高效的电流检测。LTC3878是一款采用∑这种方法的器件。它使用恒定导通∏时间谷值模式电流检测架构。顶部开关导通固定」的时间,此△后底部开关导通,其RDS压降用于检测电流谷值或电流下限。

                图4.MOSFET RDS(ON)电流检测


                虽然不由指著水元波輕輕一笑价格低廉,但这种方◤法有一些缺点。首先,其精度不高,RDS(ON)值●可能在很大的范围内变化(大约33%或更多)。其↓温度系数可能也非常大,在100°C以上时甚至会超过80%。另外,如ω果使用外部MOSFET,则必须考虑MOSFET寄生封装电厲害之處感。这种类型的检测不建议用于电流非①常高的情况,特别是不☉适合多相电路,此类电路需要良好的☉相位均流。

                电感DCR电流检测

                电感直流电阻电流检测采用电感绕组的寄生电阻来测◆量电流,从而无需检测电阻。这狠狠顫抖了一下样可降低元件成本,提高电源↑效率。与MOSFET RDS(ON)相比,铜线绕组的电感≡DCR的器件间偏差通常较小,不地皇真身过仍然会随温度而变化。它在低输〖出电压应用中受到青睐,因为检测电『阻上的任何压降都代表输出电压的一个相当大部√分。将一个RC网络与电感和寄生电阻的串联组合并联,检测电压在电容咻C1上测量(图5)。


                图5.电感DCR电流检测


                通过选择适◢当的元件∑ (R1 × C1 = L/DCR),电容C1两端的电压将与电感电流成正比。为了最大限度地减少★测量误差和噪声,最好选择较低☆的R1值。

                电路不直接测量电感电流,因此无ζ法检测电感饱和。推荐使自己一個金仙和真仙纏斗這么久用软饱和的电感,如粉聲音有些驚顫芯电感。与同等铁芯电〖感相比,此类电感的磁芯损耗通常较高。与RSENSE方法相比,电感DCR检测不存ζ 在检测电阻的功率损耗,但可能会增加电♀感的磁芯损耗。

                使用RSENSE和DCR两种检测方法时,由于检测信号较』小,故均需要开尔文检人测。必须让开尔文检测痕迹殺機凜然(图5中的SENSE+和SENSE-)远离高噪ぷ声覆铜区和其他信号痕迹,以将噪声提取降至最低,这点很重【要。某些器件(如LTC3855(http://analog.com/ltc3855))具有温度补【偿DCR检测功能,可提高整个温度范围内的精度。

                表1总结了不同类型的电流检测方法及其优缺点。

                表1.电流检测方法力量的优缺点



                表1中提到的對于原成每种方法都为开关模式电源提供额外的保◤护。取决㊣ 于设计要求,精度、效率、热应力、保护和瞬态性能▆方面的权衡都可能影响你也該知道下界选择过程。电源设计跟戊土之壤一樣人员需要审慎选择电流检测方法和功率电感,并正╲确设计电流检测网络。ADI公司的LTpowerCAD(http://www.linear.com/solutions/LTpowerCAD)设计工具和LTspice(http://www.linear.com/designtools/software/)电路仿臉色復雜真工具等计算机软件程序,对简化设计工作∏并获得最佳结果会大有帮助。

                其他电流检测方法

                还有其他电流检测方法可供戰力讓他都感到驚顫使用。例如,电流□ 检测互感器常常与隔离电源一起使用,以跨越隔离栅对电流信号信息提供保护。这种方法通常比上述三种◆技术更昂贵。此外,近年来集成那何林也不知道怎么回事栅极驱动器(DrMOS)和电流检测的新型城主也是眼睛一亮功率MOSFET也已出现,但●到目前为止,还没有足够的数据来推断DrMOS在检测信号的精︾度和质量方面表现如何。


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