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電路元件進行電流感測的方法

電子設計 ? 來源:德州儀器 ? 作者:德州儀器 ? 2022-01-28 09:29 ? 次閱讀

作者:Robert Taylor1

我們幾乎總需要測量一些類型的電流。在上篇文章中,我介紹了測量電流的兩個主要原因,以及采用損耗電流感測技術進行測量的幾個方法。本文將重點介紹無損電流感測技術。

使用已有電路元件!我們將介紹兩種采用已有電路元件進行電流感測的方法。這兩種方法是電感器 DCR 感測和 FET 感測。

電感器 DCR 感測并不是特別精確,但已足夠了。電感器的 DCR 通常近似于 +/- 10%。溫度系數會因銅而發(fā)生變化,您可能會得到一些很不準確的測量值。可取之處是在 DCR 網絡之后,您最終可得到不含開關噪聲的、非常干凈的信號。圖 1 是從電感器的 DCR 提取電流信息所需的網絡。

poYBAGGKavSANOKCAADT7-kLgsI413.jpg

圖 1

通過以下公式選擇該網絡的組件:

poYBAGGKavaAGZlAAAAGuG30CJ8307.jpg

在設置 DCR 網絡時有幾個因素需要考慮:

控制器或感測電路能夠處理的最大信號量 — 可能需要拆分。

溫度補償 — 具有負溫度系數的組件可在溫度變化時用來幫助保持 DCR 恒定。

DCR 感測通常用于多相位配置,以實現電路模式控制。使用該技術很容易實施多相位間的電流共享。

使用 FET 感測,但需要密切注意開關噪聲!在 FET 切換時,會產生大量的噪聲。這種噪聲需要過濾。圖 2 是 FET 感測方案以及噪聲如何干擾測量。有幾種方法可以減少噪聲,但它們都有缺陷。

pYYBAGGKavmABe0kAAA1-VS2jg0542.jpg

圖 2

使用 RC 網絡的濾波器。可以使用,但它會對電流信號進行四舍五入,使邊沿不清晰。四舍五入后的電流感測信號會導致抖動及其它噪聲問題。

前沿消隱。這是一項忽略第一部分電流感測信號的技術。這種方法的主要問題是:它會導致最小導通時間,如果有問題,占空比只能減少這么多。

圖 3 是以上兩種方法的缺陷。

poYBAGGKavyAfb6jAABUDvUusXE195.jpg

圖 3

無損電流感測技術沒有使用高精度電阻器那么精確,但可避免效率及電源損耗問題。通常對于效率增益比精確性更重要的應用而言,無損方法比較適用。電流感測方法絕不僅限于上兩篇博客所介紹的方法。請發(fā)表評論,讓我們知道您是怎么做的!

審核編輯:彭菁
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