|
|
EDA365欢迎您登录！
您需要 登录 才可以下载或查看，没有帐号？注册
x
电流检测电阻的位置连同开关稳压器架构决定了要检测的电流。检测的电流包括峰值电感电流、谷值电感电流（连续导通模式下电感电流的最小值）和平均输出电流。检测电阻的位置会影响功率损耗、噪声计算以及检测电阻监控电路看到的共模电压。' G. ~ k1 T3 X6 z8 v; P4 G
" F* W( l% s5 b7 }9 v$ Q) I放置在降压调节器高端
, d" b! d- A# o' O/ k: k3 @0 `2 j对于降压调节器，电流检测电阻有多个位置可以放置。当放置在顶部MOSFET的高端时（如图1所示），它会在顶部MOSFET导通时检测峰值电感电流，从而可用于峰值电流模式控制电源。但是，当顶部MOSFET关断且底部MOSFET导通时，它不测量电感电流。% K6 `. [- }& F" E; D5 \
& d2 M5 \4 W1 |. q; ~
) |- C$ ^ I& f# m6 N图1．带高端RSENSE的降压转换器
7 b% g0 V, v7 Q4 Y# W. u$ O0 h; u2 z9 F i7 s9 p
在这种配置中，电流检测可能有很高的噪声，原因是顶部MOSFET的导通边沿具有很强的开关电压振荡。为使这种影响最小，需要一个较长的电流比较器消隐时间（比较器忽略输入的时间）。这会限制最小开关导通时间，并且可能限制最小占空比（占空比 ＝ VOUT／VIN）和最大转换器降压比。注意在高端配置中，电流信号可能位于非常大的共模电压（VIN）之上。
/ ?/ g+ O: w9 s: F; c* i* w: c0 W6 Z3 B6 ~; ~' D
放置在降压调节器低端
4 A9 S/ ~& w$ G7 I* B0 m图2中，检测电阻位于底部MOSFET下方。在这种配置中，它检测谷值模式电流。为了进一步降低功率损耗并节省元件成本，底部FET RDS（ON）可用来检测电流，而不必使用外部电流检测电阻RSENSE。
# w- T% O/ n+ r2 n9 d* Q! N4 K3 ~3 S5 ~. b% C. V5 [9 V# _; P5 ^- n+ y
' A6 ?, _) A1 i% \+ v图2．带低端RSENSE的降压转换器
2 a% o \2 O$ C% ^/ S1 q9 v5 b
! s; G9 E: R3 i! c. M这种配置通常用于谷值模式控制的电源。它对噪声可能也很敏感，但在这种情况下，它在占空比较大时很敏感。谷值模式控制的降压转换器支持高降压比，但由于其开关导通时间是固定／受控的，故最大占空比有限。% R/ C) v9 I3 @0 Q6 k" y
9 R6 \; D @& ~, u- b降压调节器与电感串联
# x% m1 [ |+ [! \图3中，电流检测电阻RSENSE与电感串联，因此可以检测连续电感电流，此电流可用于监测平均电流以及峰值或谷值电流。所以，此配置支持峰值、谷值或平均电流模式控制。
! o( e1 `; Z& F5 I6 u! m; N& Q( y( O0 L$ c' t- C) i
8 j! U$ K- `4 |- {9 d' g: L% W4 t图3．RSENSE与电感串联
3 x8 w: w% Q* o) i2 E1 J! `* _- R2 i2 S- o% K
这种检测方法可提供最佳的信噪比性能。外部RSENSE通常可提供非常准确的电流检测信号，以实现精确的限流和均流。但是，RSENSE也会引起额外的功率损耗和元件成本。为了减少功率损耗和成本，可以利用电感线圈直流电阻（DCR）检测电流，而不使用外部RSENSE。* D3 @) r, c1 D1 D; N( K
( c. ^* b0 N6 _ {
放置在升压和反相调节器的高端; U* e1 `7 S0 [; Y
对于升压调节器，检测电阻可以与电感串联，以提供高端检测（图4）。4 U. N: e4 v( X) a$ O# b
' v" o) Z" V9 `: L( ]+ Y% `
9 s$ C" e/ n8 K7 a" W! [图4．带高端RSENSE的升压转换器/ b# S( Z- t) h
7 J: j( R; S* m" P) v5 y
升压转换器具有连续输入电流，因此会产生三角波形并持续监测电流。 s! O8 g1 D9 z" v
; N+ F" X) w# C3 g放置在升压和反相调节器的低端& g7 T# c% d5 b- m) O! l1 a2 {8 H+ ]
检测电阻也可以放在底部MOSFET的低端，如图5所示。此处监测峰值开关电流（也是峰值电感电流），每半个周期产生一个电流波形。MOSFET开关切换导致电流信号具有很强的开关噪声。
! v1 W4 [5 j* m; X
2 B, n' T9 Z4 P
4 e4 D! z" Z. `- g) Z图5．带低端RSENSE的升压转换器4 |) e9 M. D- H+ }- `- r
8 E# X. g! w: y8 K0 e
转换器低端或与电感串联
: n; F0 G3 Z* {& m图6显示了一个4开关升降压转换器，其检测电阻位于低端。当输入电压远高于输出电压时，转换器工作在降压模式；当输入电压远低于输出电压时，转换器工作在升压模式。在此电路中，检测电阻位于4开关H桥配置的底部。器件的模式（降压模式或升压模式）决定了监测的电流。6 X& S, R. g/ E- u: d4 h; l
) b3 e2 U* V3 d. {( B( `: U' p
4 }- _4 D0 v# A% l6 a# n4 j) G! u图6．RSENSE位于低端的升降压转换器/ J5 z8 i4 U) _+ M* h2 q
; _0 D+ g# U" |
在降压模式下（开关D一直导通，开关C一直关断），检测电阻监测底部开关B电流，电源用作谷值电流模式降压转换器。
( s8 q4 ^8 m# w& `7 c: O; g. P: d! [/ k; q1 N6 n. S
在升压模式下（开关A一直导通，开关B一直关断），检测电阻与底部MOSFET （C）串联，并在电感电流上升时测量峰值电流。在这种模式下，由于不监测谷值电感电流，因此当电源处于轻负载状态时，很难检测负电感电流。负电感电流意味着电能从输出端传回输入端，但由于这种传输会有损耗，故效率会受损。对于电池供电系统等应用，轻负载效率很重要，这种电流检测方法不合需要。3 ^- ]2 D3 ~2 [0 p( D
1 K/ D4 d4 D6 s. N% I图7电路解决了这个问题，其将检测电阻与电感串联，从而在降压和升压模式下均能连续测量电感电流信号。由于电流检测RSENSE连接到具有高开关噪声的SW1节点，因此需要精心设计控制器IC，使内部电流比较器有足够长的消隐时间。
" K4 L9 {) K2 A* d& C& s3 }: e' x k$ y( `
5 d0 p# C6 @# q% S图7．LT8390升降压转换器，RSENSE与电感串联
7 D! S" G$ w8 F* W* L( b- G
6 |# o6 B1 v1 p0 X2 k9 i& n输入端也可以添加额外的检测电阻，以实现输入限流；或者添加在输出端（如下图所示），用于电池充电或驱动LED等恒定输出电流应用。这种情况下需要平均输入或输出电流信号，因此可在电流检测路径中增加一个强RC滤波器，以减少电流检测噪声。
) k' P6 G. i( p+ L2 Y" ~$ q4 W. j' [0 s8 @7 {" f
上述大多数例子假定电流检测元件为检测电阻。但这不是强制要求，而且实际上往往并非如此。其他检测技术包括使用MOSFET上的压降或电感的直流电阻（DCR）。
% p+ w8 q5 }8 j% i& }) T6 b |
|
/1 
发表于 2021-11-3 13:25
收藏
淘帖
支持！
反对！