开关电源中电流检测电路的探讨.pdf
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2020-02-27
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开关电源中电流检测电路的探讨
功率开关电路的电路拓扑分为电流模式控制和电压模式控制。电流模式控制具有动态反应快、补偿电
路简化、增益带宽大、输出电感小、易于均流等优点，因而取得越来越广泛的应用。而在电流模式的控制
电路中，需要准确、高效地测量电流值，故电流检测电路的实现就成为一个重要的问题。
本文介绍了电流检测电路的实现方法，并探讨在电流检测中常遇见的电流互感器饱和、副边电流下垂
的问题，最后用实验结果分析了升压电路中电流检测方法。
2 电流检测电路的实现
在电流环的控制电路中，电流放大器通常选择较大的增益，其好处是可以选择一个较小的电阻来获得
足够的检测电压，而检测电阻小损耗也小。
电流检测电路的实现方法主要有两类：电阻检测（resistivesensing ）和电流互感器
（currentsensetransformer）检测。
电阻检测有两种，如图 1、图 2 所示
当使用图 1 直接检测开关管的电流时还必须在检测电阻 RS 旁并联一个小 RC 滤波电路，如图 3 所示。
因为当开关管断开时集电极电容放电，在电流检测电阻上产生瞬态电流尖峰，此尖峰的脉宽和幅值常足以
使电流放大器锁定，从而使 PWM 电路出错。
但是在实际电路设计时，特别在设计大功率、大电流电路时采用电阻检测的方法并不理想，因为检测
电阻损耗大，达数瓦，甚至十几瓦；而且很难找到几百毫欧或几十毫欧那么小的电阻。
实际上在大功率电路中实用的是电流互感器检测，如图 4 所示。电流互感器检测在保持良好波形的同
时还具有较宽的带宽，电流互感器还提供了电气隔离，并且检测电流小损耗也小，检测电阻可选用稍大的
值，如一二十欧的电阻。电流互感器将整个瞬态电流，包括直流分量耦合到副边的检测电阻上进行测量，
但同时也要求电流脉冲每次过零时磁芯能正常复位，尤其在平均电流模式控制中，电流互感器检测更加适
流在每个开关周期中都回零。
用，因为平均电流模式控制中被检测的脉冲电
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