电路元件进行电流感测的方法

作者：Robert Taylor1

我们几乎总需要测量一些类型的电流。在上篇文章中，我介绍了测量电流的两个主要原因，以及采用损耗电流感测技术进行测量的几个方法。本文将重点介绍无损电流感测技术。

使用已有电路元件！我们将介绍两种采用已有电路元件进行电流感测的方法。这两种方法是电感器 DCR 感测和 FET 感测。

电感器 DCR 感测并不是特别精确，但已足够了。电感器的 DCR 通常近似于 +/- 10%。温度系数会因铜而发生变化，您可能会得到一些很不准确的测量值。可取之处是在 DCR 网络之后，您最终可得到不含开关噪声的、非常干净的信号。图 1 是从电感器的 DCR 提取电流信息所需的网络。

图 1

通过以下公式选择该网络的组件：

在设置 DCR 网络时有几个因素需要考虑：

控制器或感测电路能够处理的最大信号量 — 可能需要拆分。

温度补偿 — 具有负温度系数的组件可在温度变化时用来帮助保持 DCR 恒定。

DCR 感测通常用于多相位配置，以实现电路模式控制。使用该技术很容易实施多相位间的电流共享。

使用 FET 感测，但需要密切注意开关噪声！在 FET 切换时，会产生大量的噪声。这种噪声需要过滤。图 2 是 FET 感测方案以及噪声如何干扰测量。有几种方法可以减少噪声，但它们都有缺陷。

图 2

使用 RC 网络的滤波器。可以使用，但它会对电流信号进行四舍五入，使边沿不清晰。四舍五入后的电流感测信号会导致抖动及其它噪声问题。

前沿消隐。这是一项忽略第一部分电流感测信号的技术。这种方法的主要问题是：它会导致最小导通时间，如果有问题，占空比只能减少这么多。

图 3 是以上两种方法的缺陷。

图 3

无损电流感测技术没有使用高精度电阻器那么精确，但可避免效率及电源损耗问题。通常对于效率增益比精确性更重要的应用而言，无损方法比较适用。电流感测方法绝不仅限于上两篇博客所介绍的方法。请发表评论，让我们知道您是怎么做的！