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降壓調(diào)節(jié)器與電感器串聯(lián)放置

出處:維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于:2023-12-22 17:25:13 | 549 次閱讀

  在圖5中,電流檢測電阻RSENSE與電感串聯(lián),因此可以檢測連續(xù)的電感電流,可用于平均電流監(jiān)控和峰值或谷值電流監(jiān)控。因此,該配置允許峰值、谷值或平均電流模式控制。

  圖 5:RSENSE 與電感器串聯(lián)。
  圖 5:RSENSE 與電感器串聯(lián)。
  這種傳感方法可提供最佳的信噪比性能。外部 RSENSE 通常可以提供非常精確的電流感測信號(hào),以實(shí)現(xiàn)精確的電流限制和共享。然而,RSENSE 也會(huì)導(dǎo)致額外的功率損耗和組件成本。為了降低功率損耗和成本,可以使用電感繞組直流電阻 (DCR) 來感測電流,而無需外部 RSENSE。
  升壓和反相穩(wěn)壓器的高側(cè)布局  對(duì)于升壓(升壓)調(diào)節(jié)器,檢測電阻器可以與提供高側(cè)檢測的電感器串聯(lián)放置(圖 6)。

  圖 6:具有高側(cè) RSENSE 的升壓轉(zhuǎn)換器。
  圖 6:具有高側(cè) RSENSE 的升壓轉(zhuǎn)換器。
  由于升壓具有連續(xù)輸入電流,因此會(huì)產(chǎn)生三角波形并連續(xù)監(jiān)測電流。
  降壓-升壓低側(cè) SENSE 電阻放置或與電感器串聯(lián)  下面的圖 8 顯示了一個(gè) 4 開關(guān)降壓-升壓轉(zhuǎn)換器,其中檢測電阻位于低側(cè)。當(dāng)輸入電壓遠(yuǎn)高于輸出電壓時(shí),轉(zhuǎn)換器以降壓模式運(yùn)行;當(dāng)輸入電壓遠(yuǎn)低于輸出電壓時(shí),轉(zhuǎn)換器以升壓模式運(yùn)行。在此電路中,檢測電阻器位于 4 開關(guān) H 橋配置的底部。器件的模式(降壓模式或升壓模式)決定了正在監(jiān)測的電流。

  圖 8:RSENSE 位于低側(cè)的降壓-升壓型。
  圖 8:RSENSE 位于低側(cè)的降壓-升壓型。
  在降壓模式下(開關(guān) D 始終導(dǎo)通,開關(guān) C 始終關(guān)斷),檢測電阻器監(jiān)控底側(cè)開關(guān) B 電流,并且電源作為谷值電流模式降壓轉(zhuǎn)換器運(yùn)行。
  在升壓模式下(開關(guān) A 始終打開,開關(guān) B 始終關(guān)閉),檢測電阻器與底部 MOSFET (C) 串聯(lián),并在電感器電流上升時(shí)測量峰值電流。在此模式下,由于不監(jiān)控谷值電感電流,因此當(dāng)電源處于輕負(fù)載條件時(shí)很難檢測負(fù)電感電流。負(fù)電感器電流意味著能量只是從輸出轉(zhuǎn)移回輸入,但由于與轉(zhuǎn)移相關(guān)的損耗,效率會(huì)受到影響。對(duì)于輕負(fù)載效率很重要的電池供電系統(tǒng)等應(yīng)用,這種電流感測方法是不可取的?! D 9 的電路通過將檢測電阻器與電感器串聯(lián)來解決此問題,以便在降壓和升壓模式下連續(xù)測量電感器電流信號(hào)。由于電流檢測 RSENSE 連接到具有高開關(guān)噪聲的 SW1 節(jié)點(diǎn),因此需要仔細(xì)設(shè)計(jì)控制器 IC,以便為內(nèi)部電流比較器提供足夠的消隱時(shí)間。

  圖 9:具有與電感器串聯(lián)的 RSENSE 的 LT8390 降壓-升壓型。
  圖 9:具有與電感器串聯(lián)的 RSENSE 的 LT8390 降壓-升壓型。
  還可以在輸入端添加額外的檢測電阻以限制輸入電流,或在輸出端(如下所示)添加額外的檢測電阻以實(shí)現(xiàn)恒定輸出電流應(yīng)用,例如電池充電或驅(qū)動(dòng) LED。在這種情況下,由于需要平均輸入或輸出電流信號(hào),因此可以在電流感測路徑中添加強(qiáng)RC濾波器以減少電流感測噪聲。
  在大多數(shù)上述示例中,電流檢測元件被假定為檢測電阻器。然而,情況并非必須如此,而且通常情況并非如此。其他傳感技術(shù)包括使用 MOSFET 兩端的壓降或電感器的直流電阻 (DCR)。這些電流檢測方法將在第 3 部分“電流檢測方法”中討論。
  開關(guān)模式電源常用的三種電流檢測方法是:使用檢測電阻、使用 MOSFET RDS(ON) 以及使用電感器的直流電阻 (DCR)。每種方法都有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),在選擇一種方法而不是另一種方法時(shí)應(yīng)考慮這些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。
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