图6:同步降压转换器中的Si850x。
还需注意,复位输入R2应接地,这样当R1为高阻时,能够使(XOR)门(图4)的输出触发复位启动。定时电阻RTRST用于设定图6时序图所示的复位事件周期(tR)。
复位信号最好来自驱动器输入,因为增加的驱动器和晶体管时延能够提供额外的时序余量。但是在带有集成驱动器的控制器中是无法访问驱动器输入信号的,故必须用驱动器输出信号来复位。在这种情况下,复位输入端通常需要一个分压器将驱动器输出的摆幅限制到Si85xx VDD范围内。
图7所示是一个相移调制的全桥应用,使用了一个工作在乒乓模式的电流传感器。乒乓模式能使一个单电流传感器代替两个CT(通常用来监视变压器磁通平衡)。乒乓输出模式将桥的各臂上的电流信号送到分开的各个输出端。
图7:相移全桥应用中的Si851x(乒乓模式)。
如图所示,被测电流在Q1和Q4接通时流到OUT2,而当Q2和Q3接通时流到OUT1。在电流循环相位期间(即当Q1和Q2接通或Q3和Q4接通时),积分器复位。工作频率相对较低的全桥允许足够的复位时间,因此TRST连到VDD,使得复位时间成为R1-R4状态的函数。
扩展满刻度范围
许多应用要求大于20A的满刻度范围,这可以利用一个简单的电路板版图技巧来实现(图8)。
左图为安装在电路板上的电流传感器的“x射线图”。这是一种标准的安装方法,在载流导体中有一间隙,该间隙通过电流传感器中的金属嵌片桥接起来,从而允许全部被测电流流过嵌片。右图中增加了一个与嵌片平行的小电流旁路线,它们构成一个分流器,旁路线的宽度和厚度则决定了分流比。例如,一个1mm宽的旁路线能将从嵌片上分流足够的电流,使Si85xx的满刻度增加1.8倍,达到36A。
图8:利用电流旁路线来扩展满刻度范围。
本文小结
交流电流传感器常用于开关模式电源应用。传统的交流电流传感器设计折中重点围绕着选择“最简捷的设计方法”。但是,本文所描述的交流电流传感器以巧妙的方法应用了基本技术,最终形成的传感器性能超出了设计者的预期。它具有很多重要的优点:性价比高,损耗低,体积小,带宽宽,精度高,还提高了系统集成度(特别是在全桥应用中),并且噪声低,灵活度高,能够应用于50kHz到1.2MHz的开关模式系统。它将是21世纪电源应用中最佳的交流电流传感器解决方案……它还将是最通用的电流传感器!
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