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开关电源中电流检测电路的探讨
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杨 汝
广州大学 (广州510045) 来源:www.tede.cn

摘要:介绍电流检测电路的实现方法,并探讨在电流检测中常遇见的电流互感器饱和、副边电流下垂的问题,最后用实验结果分析了升压电路中电流检测的方法。
关键词:电流检测 电流互感器 磁芯复位

1引言 来源:输配电设备网

  功率开关电路的电路拓扑分为电流模式控制和电压模式控制。电流模式控制具有动态反应快、补偿电路简化、增益带宽大、输出电感小、易于均流等优点,因而取得越来越广泛的应用。而在电流模式的控制电路中,需要准确、高效地测量电流值,故电流检测电路的实现就成为一个重要的问题。

  本文介绍了电流检测电路的实现方法,并探讨在电流检测中常遇见的电流互感器饱和、副边电流下垂的问题,最后用实验结果分析了升压电路中电流检测方法。

2 电流检测电路的实现

  在电流环的控制电路中,电流放大器通常选择较大的增益,其好处是可以选择一个较小的电阻来获得足够的检测电压,而检测电阻小损耗也小。

  电流检测电路的实现方法主要有两类:电阻检测(resistivesensing)和电流互感器(currentsensetransformer)检测。

  电阻检测有两种,如图1、图2所示。

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来源:输配电设备网

  当使用图1直接检测开关管的电流时还必须在检测电阻RS旁并联一个小RC滤波电路,如图3所示。因为当开关管断开时集电极电容放电,在电流检测电阻上产生瞬态电流尖峰,此尖峰的脉宽和幅值常足以使电流放大器锁定,从而使PWM电路出错。

  但是在实际电路设计时,特别在设计大功率、大电流电路时采用电阻检测的方法并不理想,因为检测电阻损耗大,达数瓦,甚至十几瓦;而且很难找到几百毫欧或几十毫欧那么小的电阻。

  实际上在大功率电路中实用的是电流互感器检测,如图4所示。电流互感器检测在保持良好波形的同时还具有较宽的带宽,电流互感器还提供了电气隔离,并且检测电流小损耗也小,检测电阻可选用稍大的值,如一二十欧的电阻。电流互感器将整个瞬态电流,包括直流分量耦合到副边的检测电阻上进行测量,但同时也要求电流脉冲每次过零时磁芯能正常复位,尤其在平均电流模式控制中,电流互感器检测更加适用,因为平均电流模式控制中被检测的脉冲电流在每个开关周期中都回零。
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