電流檢測(cè)的一般方式
電流檢測(cè)的一般方式
電流檢測(cè)常用的方式為電阻直接取樣、利用霍爾元件(LEM)取樣和利用電流互感器取樣。
用電阻取樣易于實(shí)現(xiàn),電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,但損耗大,檢測(cè)信號(hào)易受干擾,適用于小功率轉(zhuǎn)換電路,電路如圖1所示,其中R1為電流檢測(cè)電阻。以源端平均電流1A為例,常用的電流控制型PWM控制器UC1845的電流保護(hù)檢測(cè)電壓為1V,這樣需要的電阻為1Ω,功耗為1W,按照航天器元器件降額要求(GJB/Z 35-93《元器件降額準(zhǔn)則》),至少選用2W的電阻。而一個(gè)2W電阻的封裝對(duì)于模塊電源來(lái)說(shuō)體積較大。
用霍爾元件雖然檢測(cè)精度較高,但成本、體積常常對(duì)于模塊電源來(lái)說(shuō)還是無(wú)法接受。
一般電流互感器的特性介于電阻和霍爾元件之間,是用得最多的一種電流檢測(cè)方法。DC-DC轉(zhuǎn)換器中常用的是脈沖直流互感器,其原理如圖2所示,工作方式為單向磁化,類(lèi)似正激轉(zhuǎn)換器。當(dāng)初級(jí)電流流通時(shí),磁芯中磁場(chǎng)逐漸增大;當(dāng)初級(jí)電流不再增加時(shí),次級(jí)感應(yīng)電勢(shì)將二極管擊穿,使磁芯復(fù)位到剩磁感應(yīng)強(qiáng)度Br。
通常初級(jí)線圈為1匝,次級(jí)匝數(shù)很多,這樣可以減小次級(jí)反射到初級(jí)的阻抗,以減小對(duì)初級(jí)的影響。
如果不考慮線圈電阻,則次級(jí)感應(yīng)電壓可以近似為電壓源,脈沖直流互感器的設(shè)計(jì)依據(jù)公式(1):
式中:e2為次級(jí)感應(yīng)電壓,Ton為導(dǎo)通時(shí)間,N2為次級(jí)線圈匝數(shù),Ae為磁芯有效截面積,△B為工作磁感應(yīng)強(qiáng)度,單位為特斯拉(T)。
互感器勵(lì)磁電流im有如下關(guān)系式:
式中:AL為磁芯電感系數(shù),表達(dá)式為:
如果定義電流檢測(cè)誤差為:
即電流互感器設(shè)計(jì)公式為:
評(píng)論