开关电源中电流检测电路的探讨

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1、开关电源中电流检测电路的探讨摘要：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、副边电流下垂的问題.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TheDiscussionofCurrentSenseintheSwitchCircuitAbstract:Thearticlehasintroducedthemethodsofcurrentsensecircuit.Tlienitdiscussessaturationofthecunentsensetransformeranddroopeffectofthesecondside

2、Current.Atlastthearticlehasanalyzedthecurrentsenseintheboostcircuitthroughexperiment・Keywords:Currentsense,Currentsensetranslormcr,Corereset屮图法分类号:TN86文献标识码：A文章编号：02192713(2000)11590021引言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、増益带宽大、输出电感小、易于均流等优点，因而取得越來越广泛的应用。而在电流模式的控制电路中，備要准确、高效地测盘电流

3、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，并探讨在电流检测屮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■

4、«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増益，其好处是可以选择一个较小的电阻來获得足够的检测电压，而检测电阳.小损耗也小。电流检测电路的实现方法主要冇两类：电阳检测(resistivesensing)和电流厅.感器(currentsensetransformer)检测。电阻检测有两种，如图1、图2所示。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R

5、C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I瞬态电流尖峰，此尖峰的脉宽和幅值常足以使电流放大猱锁定，从而使PWM电路出错。但是在实际电路设计时，特別在设计大功率、犬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，共至十几瓦；而且很难找到几百奄欧或几I•奄欧那么小的电阻。输出图1电阻检测（接地〉图2电阻检测（不接地）图3带滤波的电阴检测电路图4升压电路输入电感电流值检测接乘法器＞接电流合成幣＞图5电流放人器的箝位电路I.RIJ图6具冇输入电爪补偿的电流放人器箝位电路-CZJ44VDlfT图7检测正电圧的强制复位电路IccTA图8

6、检测负电压的强制复位电路实际上在大功率电路中实用的足电流互感器检测，如图4所示。电流互感器检测在保持良好波形的同时还具冇较宽的带宽，电流互感器还捉供了电气隔离，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，包括直流分鼠耦介到副边的检测电阻上进行测屋，但同时也要求电流脉冲每次过零时磁芯能正制复位，尤英在平均电流模式控制中，电流用感器检测更加适用，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寥。为了使电流互感器完全地磁复位，就需要给磁芯提供大小相等方向相反的伏秒积。在多数控制电路拓扑中，电流过零时占空比接近100%,所以电流

7、过零时磁复位时间在开关周期中只占很小的比例。要在很短的时何内复位磁芯，常需在电流互感器上加一个很大的反向偏压，所以在设计电流互感器电路时应使用烏耐压的二极管耦合在电流互感器副边和检测电阻Z间。3防止电流检测电路饱和的方法如果电流互感器的磁芯不能复位，将导致磁芯饱和。电流耳感器饱和是一个很严巫的问题，首先是不能正确测呈电流值，从而不能进行育效的电流控制：其次使电流误差放大器总是“认为”电流值小于设定值，这将使电流误差放人器过补偿，导致电流波形失真。电流互感器检测最适合应用在对称的电路，如推挽电路、全桥电路中。对于巾1端电路，特别是升压电路，会产生一些我们必须关注的问题。对于升压电路

8、，电感电流就是输入电流，那么在电流连续丁作方式时，不管充电还是放电，电感电流总是大于零,即在•直流值上起加-个充放电的波形。因此电流互感器不能用于直接测虽升压电路的输入电流，因为电感电流不能冋零而使•直流值“丢失"了；并且电流互感器因不能磁复位而饱和，从而失去过流保护功能，输出产生过压等。在降压电路中也存在同样的问题，电流互感器不能用于直接测量输出电流。解决这个问题的方法是用两个电流互感器分别测最开关电流和二极管电流，如图4所示实际的电感电流是这两个电流的合成，这样每个电流互感器