開關電源電路的拓撲結構分為電流模式控制和電壓模式控制。電流模式控制具有動態響應快、補償電路簡單、增益帶寬大、輸出電感小、易於均流等優點。在電流模式控制電路中,準確、高效地測量電流值是一個重要的問題,因此電流檢測電路的實現成為一個重要的問題。下面民熔小課堂就來談談開關電源電流檢測電路是怎樣實現以及該如何處理出現的問題。

1、電流檢測電路的實現
在電流環控制電路中,電流放大器通常選擇較大的增益,其優點是可以選擇較小的電阻來獲得足夠的檢測電壓,且檢測電阻小,損耗小。這點其實與民熔開關電源的優點不謀而合,低損耗是民熔開關電源的一大優勢。當然,民熔開關電源還有更多的優異之處,而為了這些,民熔電氣付出了不少心血。民熔開關電源能有在行業中突出的優勢,這是與民熔電氣的付出有著不可分割的關係的。
電流檢測電路有兩種:電阻檢測和電流互感器檢測。
在實際中,採用電阻檢測方法並不理想,因為檢測電阻損耗大,可達幾瓦,甚至十幾瓦;而且很難找到一個小到幾百毫歐或幾十毫歐的電阻。

而電流互感器檢測在大功率電路中是實用的。電流互感器的檢測在保持良好波形的同時具有很寬的帶寬。電流互感器還提供電隔離,檢測電流小,損耗小。檢測電阻可以稍大一點,例如1或20歐姆的電阻。電流互感器將包括直流分量在內的整個暫瞬態電流耦合到二次側的檢測電阻上進行測量,但也要求電流脈衝過零時磁芯能正常復位。特別是在平均電流模式控制中,由於在平均電流模式控制中檢測到的脈衝電流在每個開關周期內都歸零,因此電流互感器檢測更適用。
為了使電流互感器完全實現地磁復位,必須提供尺寸相同、方向相反的伏秒乘積的磁芯。在大多數控制電路拓撲中,電流過零時佔空比接近100%,因此磁復位時間在開關周期中只佔很小的比例。為了使磁芯在短時間內復位,通常需要在電流互感器上增加較大的反向偏壓。民熔電氣開關電源的磁芯是經歷了時間的考驗,軟磁材料等合理的選擇也是其高品質的體現所在。優質的磁芯件給予了民熔開關電源的優越性,而這樣口碑的民熔開關電源,使民熔開關電源成為匠心開關電源之一。
2、防止電流檢測電路飽和的方法
如果電流互感器的磁芯不能復位,磁芯就會飽和。電流互感器的飽和是一個非常嚴重的問題。首先,它不能正確測量電流值,從而不能有效地控制電流;其次,電流誤差放大器總是「認為」電流值小於設定值,這會使電流誤差放大器過補償,造成電流波形失真。
電流互感器檢測最適用於對稱電路,如推挽電路和全橋電路。對於單端電路,尤其是升壓電路,將存在一些必須注意的問題。對於升壓電路,感應電流是輸入電流。當電流連續工作時,無論是充放電,電感電流總是大於零,即在直流值上疊加一個充放電波形。因此,不能用電流互感器直接測量升壓電路的輸入電流,因為電感電流不能歸零,直流值「丟失」;電流互感器不能磁復位和飽和,從而失去過流保護功能,造成過電壓輸出。降壓電路也存在同樣的問題,不能用電流互感器直接測量輸出電流。

解決這個問題的方法是用兩個電流互感器分別測量開關電流和二極體電流。實際電感電流是這兩個電流的組合,因此每個電流互感器都有足夠的時間進行復位。但需要注意的是,兩個電流互感器的匝比應相同,以保持檢測電阻rs上的電流對稱。
而功率因數校正電路一般採用升壓電路,由雙互感器檢測。然而,當在線電流過零時,電流互感器特別容易飽和。由於佔空比在100%左右,容易造成磁芯沒有足夠的時間復位。因此,可以在外部電路中採取措施防止電流互感器飽和。如果使用電流放大器輸出鉗位來限制輸出電壓並進一步限制佔空比小於100%,設置箝位電壓的過程非常簡單。當電流放大器箝位在一個較低的值(約4V)時,系統開始工作,但過零誤差很大,一旦系統正常工作,箝位電壓會上升,電流互感器將接近飽和,箝位電壓將上升到6.5V(低壓大負載下),THD電流在可接受範圍內(<10%),以限制最大佔空比。箝位電壓不宜太低,否則電流過零失真較大。
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