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开关电源中的电感电流丈量

问题:如何测量电感电流?答案:开关电源通常使用电感来临时储能。在评估这些电源时,测量电感电流通常有助于了解完整的电压转换电路。但测量电感电流的最佳方法是什么?图1以典型的降压型转换器(降压拓扑)为例,

问题:怎么丈量电感电流?

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答案:

开关电源一般运用电感来暂时储能。在评价这些电源时,丈量电感电流一般有助于了解完好的电压转化电路。但丈量电感电流的最佳办法是什么?

图1以典型的降压型转化器(降压拓扑)为例,显现了针对这类丈量的主张设置。接入一根辅佐小电缆与电感串联。将它用来衔接一个电流探头,并经过示波器显现电感电流。主张在电感具有安稳电压的那一侧进行丈量。大多数开关稳压器拓扑运用电感的办法是,一侧电压在两个极限值之间切换,而另一侧电压则坚持相对安稳。关于图1所示的降压型转化器,开关节点(即电感L的左边)上的电压以开关边缘的速率在输入电压和地电压之间切换。电感的右侧是输出电压,一般相对安稳。为了削减因为电容耦合(电场耦合)引起的搅扰,电流丈量环路应放置在电感安静的一侧,如图1所示。

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图1 开关电源中的电感电流丈量示意图

图2显现了用于该丈量的实践设置。将电感提起,并将两个端子中的一个斜焊到电路板上。另一个端子经过辅佐电线衔接到电路板上。这种转化很简单就能够完结。热气流脱焊是拆开电感的一种卓有成效的办法。许多SMD返修站都供给温度可调的热气流处理。

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图2 电感电流丈量的实践设置

电流探头由示波器制造商供给。惋惜的是,它们一般十分贵重,因而有一个问题不断地被提出,即是否也能够经过分流电阻来丈量电感电流。原则上这是可行的。可是,这种丈量办法的缺陷是,在开关电源中产生的开关噪声很简单经过分流电阻耦合到电压丈量中。因而,特别是在重视的点上,当电感电流改变方向时,丈量成果并不能真实代表电感电流的行为。

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图3 电感电流的丈量成果显现为蓝色,饱满电感的行为显现为附加的紫色

图3显现了经过与所用示波器兼容的电流探头检测到的开关电源的电感电流(蓝色)的丈量成果。除了显现为蓝色的丈量成果之外,还添加了紫色符号,它指示当电感开端挨近峰值电流进入过度饱满时,流过电感的电流状况。当挑选的电感关于给定的使用不能供给满足的额定电流时,就会产生这种状况。在开关电源中进行电感电流丈量的主要原因之一是,它能够协助辨认是否正确挑选了电感,或许在作业中或毛病状况下是否会呈现电感饱满。

用分流电阻替代电流箝位进行丈量将会呈现强耦合噪声,尤其是在峰值电流处,这使得电感饱满的检测十分困难。

线圈电流的检测在电源评价中十分有用,而且能够经过适宜的设备轻松完成。

作者简介

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Frederik Dostal曾就读于德国埃尔兰根大学微电子学专业。他于2001年开端作业,进入电源办理事务,曾担任各种使用工程师职位,并在亚利桑那州凤凰城作业了4年,担任开关形式电源。他于2009年参加ADI公司,并在慕尼黑ADI公司担任电源办理现场使用工程师。

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