
(1)開關(guān)電源定義:
開關(guān)電源(Switching Power Supply,簡(jiǎn)稱 SPS)是一種通過高頻開關(guān)器件(如 MOSFET、IGBT)的導(dǎo)通 / 關(guān)斷控制(頻率通常為幾十 kHz~MHz),將輸入電能(交流 AC 或直流 DC)轉(zhuǎn)換為目標(biāo)直流電壓 / 電流的電源設(shè)備,核心特點(diǎn)是 “高頻開關(guān) + 能量存儲(chǔ) / 轉(zhuǎn)換”,是目前電子設(shè)備中應(yīng)用最廣泛的電源類型(小到手機(jī)充電器,大到工業(yè)變頻器、服務(wù)器電源)。
舉例:如手機(jī)充電器將 220V 交流電轉(zhuǎn)為 5V/9V 直流,服務(wù)器電源將 380V 交流電轉(zhuǎn)為 12V/5V 直流。
只要是需要穩(wěn)定輸出、安全運(yùn)行的開關(guān)電源(從手機(jī)充電器到工業(yè)大功率電源),都離不開電流檢測(cè),只是不同功率、場(chǎng)景會(huì)選擇不同檢測(cè)方案(如小功率用采樣電阻,大功率用霍爾傳感器)

酷冷至尊的一款型號(hào)為460的電源銘牌
(二)開關(guān)模式電源有三種常用電流檢測(cè)方法
其中,使用檢測(cè)電阻,使用MOSFETRDS(ON),以及使用電感的直流電阻(DCR)。每種方法都有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),選擇檢測(cè)方法時(shí)應(yīng)予以考慮。
1)檢測(cè)電阻電流
作為電流檢測(cè)元件的檢測(cè)電阻,產(chǎn)生的檢測(cè)誤差最低(通常在1%和5%之間),溫度系數(shù)也非常低,約為100ppm/°C(0.01%)。在性能方面,它提供精度最高的電源,有助于實(shí)現(xiàn)極為精確的電源限流功能,并且在多個(gè)電源并聯(lián)時(shí),還有利于實(shí)現(xiàn)精密均流。


2)基于功率MOSFET的電流檢測(cè)
利用MOSFETRDS(ON)進(jìn)行電流檢測(cè),可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單且經(jīng)濟(jì)高效的電流檢測(cè)。LTC3878是一款采用這種方法的器件。它使用恒定導(dǎo)通時(shí)間谷值模式電流檢測(cè)架構(gòu)。頂部開關(guān)導(dǎo)通固定的時(shí)間,此后底部開關(guān)導(dǎo)通,其RDS壓降用于檢測(cè)電流谷值或電流下限。
每種方法都為開關(guān)模式電源提供額外的保護(hù)。取決于設(shè)計(jì)要求,精度、效率、熱應(yīng)力、保護(hù)和瞬態(tài)性能方面的權(quán)衡都可能影響選擇過程。電源設(shè)計(jì)人員需要審慎選擇電流檢測(cè)方法和功率電感,并正確設(shè)計(jì)電流檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)。
3)電感DCR電流檢測(cè)
電感直流電阻電流檢測(cè)采用電感繞組的寄生電阻來測(cè)量電流,從而無需檢測(cè)電阻。這樣可降低元件成本,提高電源效率。與MOSFETRDS(ON)相比,銅線繞組的電感DCR的器件間偏差通常較小,不過仍然會(huì)隨溫度而變化。
其他電流檢測(cè)方法
還有其他電流檢測(cè)方法可供使用。例如,電流檢測(cè)互感器常常與隔離電源一起使用,以跨越隔離柵對(duì)電流信號(hào)信息提供保護(hù)。這種方法通常比上述三種技術(shù)更昂貴。此外,近年來集成柵極驅(qū)動(dòng)器(DrMOS)和電流檢測(cè)的新型功率MOSFET也已出現(xiàn),但到目前為止,還沒有足夠的數(shù)據(jù)來推斷DrMOS在檢測(cè)信號(hào)的精度和質(zhì)量方面表現(xiàn)如何。
審核編輯 黃宇
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開關(guān)電源
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