很明顯，高效率和小尺寸是 DC/DC 轉換器解決方案的關鍵基準。作為一名系統(tǒng)工程師，我敏銳地意識到更高的效率是減少功率損耗、降低組件溫度以及在給定氣流和環(huán)境溫度環(huán)境下提供更多可用功率的藍圖。然而，將解決方案壓縮成一個小的 PCB 尺寸是另一個挑戰(zhàn)。
隨著要求更高的效率和功率密度目標的實現(xiàn)，在動力傳動系中使用寄生電路電阻來實現(xiàn)無損電流檢測非常有價值。從這個意義上說，電感 DCR 電流檢測有助于滿足與過流保護、多相電流共享、電流模式控制或負載電流遙測相關的性能目標。
為了正確理解這一點，請看下面的兩種主要穩(wěn)壓器拓撲，降壓和升壓，使用電感器 DCR 進行連續(xù)電流檢測。通過與電感器并聯(lián)的低通 RC 感應網(wǎng)絡密切模擬電感器導納，可以得出與電感器電流成正比的電壓圖像。電感器 DCR 通常規(guī)定為 ±8% 的容差，有時甚至更低，從而獲得可接受的感應精度。
(a) 降壓和 (b) 升壓同步穩(wěn)壓器中的電感 DCR 電流感應
放棄分流器和電流互感器，而是利用寄生電路元件進行無損電流檢測，在功率密度和成本方面是有利的。在降壓或升壓轉換器中，僅檢測低側 MOSFET 的 R DS(ON)兩端的電壓是非常不準確的。例如，25°C 時的 R DS(ON)沒有嚴格規(guī)定，取決于施加的柵極電壓。同樣，檢測僅在低端 MOSFET 導通時可用。在高邊 MOSFET 導通期間不發(fā)生感測。另一方面，電感 DCR 電流檢測提供連續(xù)檢測。
當然，電感 DCR 檢測電路必須適應 DCR 隨溫度的已知變化。銅的電阻溫度系數(shù) (TCR) 為 3930ppm/°C，這意味著 50°C 的溫度波動有 20% 的變化。
使用作為熱二極管連接并位于電感器遠程位置的低成本 BJT 可以方便地解決這個問題?？紤]到這一點，我最近寫了一篇文章，更深入地探討了這個話題。
為工程師提供了一種易于理解、實用的解決方案，用于在負載點穩(wěn)壓器應用中實現(xiàn)準確和無損的電流檢測。方案簡單而清晰地解釋了理解電感器 DCR 電流檢測技術所必需的基本概念。在解釋了現(xiàn)有方法的缺點之后，他提出了一個實用的解決方案，并附有實驗結果，向讀者證明該解決方案已準備好在現(xiàn)實世界中使用。”
下面是一個LM27403降壓轉換器，它使用電感 DCR 電流感應和遠程 BJT 進行熱補償。BJT的D V BE與開爾文溫度成正比。還提供具有可編程設定點的系統(tǒng)級熱關斷功能，以提高可靠性。在此處觀看 LM27403 穩(wěn)壓器解決方案的視頻演示。
具有溫度補償電感 DCR 電流感應的 LM27403 降壓穩(wěn)壓器
LM27403是一款特性豐富，易于使用，同步降壓控制器，此控制器提供出色的集成等級和性能以實現(xiàn)高功率密度，負載點(POL)直流 - 直流穩(wěn)壓器解決方案內(nèi)的出色效率.200kHz和1.2MHz之間的電阻器可編程開關頻率，以及具有自適應死區(qū)時間的集成高電流MOSFET柵極驅(qū)動器提供優(yōu)化解決方案方案尺寸的靈活性，并且大大提升了轉換效率。
可通過一個0.6V，1%精確電壓基準連同一個30ns高側MOSFET最小可控接通時間來獲得高精度和低輸出電壓.LM27403使用無損耗電感直流電阻(DCR)電流感應和物美價廉的2N3904 BJT遠程感測電感溫度，提供高精度熱補償過流保護(OCP)。
LM27403內(nèi)置一個傳統(tǒng)電壓模式控制回路，其中包含高增益帶寬誤差放大器和PWM輸入電壓前饋電路，可簡化補償設計并在整個線路電壓和負載電流范圍內(nèi)提供出色的瞬態(tài)響應。強制PWM(FPWM)操作可消除頻率變化，最大限度降低敏感應用中的電磁干擾(EMI)。開漏電源正常電路提供電源軌排序和故障報告。其他特性包括支持自動恢復的可編程系統(tǒng)級熱關斷，輸出電壓遠程感測，可配置軟啟動，單調(diào)啟動至預偏置負載，集成偏置電源低壓降(LDO)穩(wěn)壓器，外部電源跟蹤，通過自定義遲滯精確使能可編程線路欠壓鎖定(UVLO)以及適用于拍頻敏感型應用和多穩(wěn)壓器應用的同步功能.LM27403采用間距為0.5mm的4mm x 4mm散熱增強型WQFN-24封裝。
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