以UPI 的uP9612來分享關於Buck電路中常用的電流偵測方式之一: 檢測電阻電流檢測方法

續Buck電路中常用的電流偵測方法之一: (功率MOSFET的電流檢測),我們可以知道電流檢測技術在現今的生活與工作中都有廣泛的應用,許多的系統中都需要檢測流入和流出的電流大小,檢測電流精度能夠避免控制器反應出錯。而我們今天的主角就是“開關模式電源的電流檢測技術-檢測電阻(Rsense)電流檢測方法” 

從基本知識層面來談, 電流模式控制由於其環路補償設計簡單、高可靠性、負載分配功能簡單可靠的特點,被廣泛用於開關模式電源。電流檢測信號是電流模式開關模式電源設計的重要組成部分,它用於調節輸出並提供過電流保護。下圖是uPI應用在USB端口處同步整流降壓轉換器uP9612,擁有我們今天所要重點討論的Rsense電流檢測電路.

 

 

uP9612是一款採用此電流檢測方法的控制器, 上圖中電流檢測電阻Rsense與電感串聯,因此可以檢測連續電感電流,此電流可用於監測平均電流以及峰對峰值電流。所以,此配置支持峰值對峰值或平均電流模式控制。這種檢測方法可提供最佳的信噪比性能。外部作為電流檢測元件的檢測電阻,產生的檢測誤差最低(通常在1%~5%之間),溫度係數也非常低,約為100 ppm/°C (0.01%)。在性能方面,它提供非常準確的電流檢測信號,以實現精確的限流和均流。並且在多個電源並聯時,還有利於實現精密均流。但是,Rsense也會引起額外的功率損耗和元件成本。

 

 

     因為電源設計中增加了電流檢測電阻,所以電阻會產生額外的功耗。因此,與其他檢測技術相比,檢測電阻電流監測技術可能有更高的功耗,導致解決方案整體效率有所下降。專用電流檢測電阻也可能增加解決方案成本,雖然一個檢測電阻的成本通常在0.04美元至0.21美元之間。 

選擇檢測電阻時不應忽略的另一個參數是其寄生電感(也稱為有效串聯電感或ESL)。檢測電阻可以用一個電阻與一個等效電感串聯來正確模擬。

 

 

此等效電感取決於所選用的檢測電阻。某些類型的電流檢測電阻,例如金屬板電阻,具有較低的ESL,應當優先使用。相比之下,繞線檢測電阻由於其封裝結構而具有較高的ESL,應避免使用。一般來說,ESL效應會隨著電流的增加、檢測信號幅度的減小以及佈局不合理而變得更加明顯。電路的總電感還包括由元件引線和其他電路元件引起的寄生電感。電路的總電感也受到佈局的影響,因此必須妥善考慮元件的佈局,不恰當的佈局可能影響穩定性並加劇現有電路設計問題。 

    說回檢測電阻的電流檢測模式,在多相電源設計中,對於輕負載電源設計,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,這在某些應用中可能不合需要,甚至具破壞性)。並且,當多相應用的負載較小時,電流檢測可用來減少所需的相數,從而提高電路效率。 

今天針對Buck電路中常用的檢測電阻電流檢測方法介紹,其餘常見還有如電感等效阻值DCR檢測法,下回再分別為大家作介紹. 期待再遇到大家!!

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