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開關(guān)模式電源電流檢測——第一部分:基本知識

作者:ADI公司 Henry Zhang、Mike Shriver和Kevin B. Scott 時間:2021-02-22 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

電流模式控制由于其高可靠性、環(huán)路補償設(shè)計簡單、負載分配功能簡單可靠的特點,廣泛用于開關(guān)模式電源。電流檢測信號是電流模式開關(guān)模式電源設(shè)計的重要組成部分,它用于調(diào)節(jié)輸出并提供過流保護。圖1顯示了 LTC3855 同步開關(guān)模式降壓電源的電流檢測電路。LTC3855是一款具有逐周期限流功能的電流模式控制器件。檢測電阻RS監(jiān)測電流。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/202102/422863.htm

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圖1 開關(guān)模式電源電流檢測電阻(RS)

圖2顯示了兩種情況下電感電流的示波器圖像:第一種情況使用電感電流能夠驅(qū)動的負載(紅線),而在第二種情況下,輸出短路(紫線)。

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圖2 LTC3855限流與折返示例,在1.5 V/15 A供電軌上測量

最初,峰值電感電流由選定的電感值、電源開關(guān)導(dǎo)通時間、電路的輸入和輸出電壓以及負載電流設(shè)置(圖中用“1”表示)。當(dāng)電路短路時,電感電流迅速上升,直至達到限流點,即RS × IINDUCTOR (IL)等于最大電流檢測電壓,以保護器件和下游電路(圖中用“2”表示)。然后,內(nèi)置電流折返限制(圖中數(shù)字“3”)進一步降低電感電流,以將熱應(yīng)力降至最低。

電流檢測還有其他作用。在多相電源設(shè)計中,利用它能實現(xiàn)精確均流。對于輕負載電源設(shè)計,它可以防止電流反向流動,從而提高效率(反向電流指反向流過電感的電流,即從輸出到輸入的電流,這在某些應(yīng)用中可能不合需要,甚至具破壞性)。另外,當(dāng)多相應(yīng)用的負載較小時,電流檢測可用來減少所需的相數(shù),從而提高電路效率。對于需要電流源的負載,電流檢測可將電源轉(zhuǎn)換為恒流源,以用于LED驅(qū)動、電池充電和驅(qū)動激光等應(yīng)用。

在本系列的第二部分“ 何處放置電流檢測電阻 ”中,我們說明在電路的哪一個分支中放置電流檢測電阻,以及它如何影響操作。

軟件

LTspice

LTspice ?軟件是一款強大、快速、免費的仿真工具、原理圖采集和波形查看器,具有增強功能和模型,可改善開關(guān)穩(wěn)壓器的仿真。

LTpowerCAD

LTpowerCAD ?設(shè)計工具是一款完整的電源設(shè)計工具程序,可顯著簡化電源設(shè)計任務(wù)。它引導(dǎo)用戶尋找解決方案,選擇功率級元件,提供詳細效率信息,顯示快速環(huán)路波特圖穩(wěn)定性和負載瞬態(tài)分析,并可將最終設(shè)計導(dǎo)出至LTspice進行仿真。

作者簡介

Henry Zhang是ADI公司電源產(chǎn)品應(yīng)用工程總監(jiān)。他于2001年加入凌力爾特(現(xiàn)為ADI公司一部分),擔(dān)任電源應(yīng)用工程師,開始其職業(yè)生涯。他于2004年成為應(yīng)用部門主管,并于2008年成為應(yīng)用工程經(jīng)理。他的團隊支持廣泛的產(chǎn)品和應(yīng)用,從小尺寸集成功率模塊到大型kW級高功率、高電壓轉(zhuǎn)換器。除了支持電源應(yīng)用和新產(chǎn)品開發(fā)以外,他的團隊還開發(fā)了LTpowerCAD電源設(shè)計工具程序。Henry對電源管理解決方案和模擬電路有著廣泛的興趣。他發(fā)表了20多篇技術(shù)文章,發(fā)布了許多研討會和視頻,并有10多項電源專利已獲授權(quán)或在申請中。

Henry畢業(yè)于弗吉尼亞理工學(xué)院和弗吉尼亞州布萊克斯堡州立大學(xué),獲得電氣工程碩士和博士學(xué)位。

Mike Shriver是ADI公司高級應(yīng)用工程師。他在凌力爾特(現(xiàn)為ADI公司的一部分)有超過15年的經(jīng)驗,從事電源應(yīng)用。在加入凌力爾特之前,他曾就職于Artesyn Technologies和Best Power Technology。

Kevin Scott是ADI公司電源產(chǎn)品部門的產(chǎn)品營銷經(jīng)理,負責(zé)管理升壓、升降壓和隔離轉(zhuǎn)換器、LED驅(qū)動器和線性穩(wěn)壓器。他曾擔(dān)任高級戰(zhàn)略營銷工程師,負責(zé)制定技術(shù)培訓(xùn)內(nèi)容,培訓(xùn)銷售工程師,并撰寫了大量關(guān)于公司眾多產(chǎn)品技術(shù)優(yōu)勢的網(wǎng)站文章。他在半導(dǎo)體行業(yè)已有 26 年從業(yè)經(jīng)驗,歷任應(yīng)用、業(yè)務(wù)管理和營銷職務(wù)。

Kevin于1987年畢業(yè)于美國斯坦福大學(xué),獲得電氣工程學(xué)士學(xué)位。



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