在降压转换器中DCR电流检测.doc
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1、在降压转换器中DCR电流检测降压转换器是最常见的电源拓扑,电源工程师深知其强项和弱点。电源系统设计的挑战之一是电流检测。在降压转换器中,一种广为流行的简便方法是DCR电流检测。说它简便,是因为这种方法不会使电源设计增加额外的成本或功耗,但人所共知的是,这种电路准确度很低,尤其是使用小型、低ESR电感器时,更是这样。图1:DCR电流检测电路RC值的计算足够简单,其中:L=L1的电感值;DCR=电感器L1的DC电阻;R=图1原理图中的R2(或者,如果有R3存在,就是R2和R3的并联);C=图1原理图中的C1。请注意,在图1中,如果ISENSE峰值信号的幅度使差分放大器饱和,那么就增加R3,以降低该
2、峰值信号幅度,使其处于差分放大器的规定范围内。简便总是受欢迎的,但如常理所言,“便宜无好货,好货不便宜”。这种电路的准确度非常差。首先,电感器的DCR有很宽的容限范围, 7%甚或10%是很常见的。图2:电感器DCR的典型规格如果初始容限为10%,那么图1所示180nH电感器的DCR可能低至261m或高达319m。雪上加霜的是,电感器会发热,铜线绕组的温度系数为3930PPM/C或0.393%/C。如果应用的温度上升至比环境温度高35C,电感器本身发热使温度再上升35C,那么标称DCR就可能升至:比标称值增大35%。最差情况的上限为:比标称值增大40%。最差情况的下限为:比标称值增大15%(总误
3、差更低,是因为铜线的正系数补偿了电感器的低初始值)。从工程设计的角度来看,这确实很糟糕,因为过流标记和过流停机都是基于这些电阻设定的。如果电路太敏感,就会在没有达到需要停机的程度就停机了。这不是我们想要的结果。如果电路不敏感,就会有电感器和功率FET压力过大的风险。这更不是我们想要的结果。情况能糟糕到什么程度?假定正在设计一个能在1V时提供最大35A的电路(现在,对一个切合实际的单相降压转换器而言,这个数值是合乎情理的)。如果电感器DCR处在容限低端,那么输出得到35A时,控制器认为提供了40A。这意味着,OCP不能设定为低于40A,否则电源会在标称负载时停机。反过来,当OCP设定为40A,电
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