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开关电源中电流检测电路的探讨
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  为了使电流互感器完全地磁复位,就需要给磁芯提供大小相等方向相反的伏秒积。在多数控制电路拓扑中,电流过零时占空比接近100%,所以电流过零时磁复位时间在开关周期中只占很小的比例。要在很短的时间内复位磁芯,常需在电流互感器上加一个很大的反向偏压,所以在设计电流互感器电路时应使用高耐压的二极管耦合在电流互感器副边和检测电阻之间。 来源:www.tede.cn

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3 防止电流检测电路饱和的方法

  如果电流互感器的磁芯不能复位,将导致磁芯饱和。电流互感器饱和是一个很严重的问题,首先是不能正确测量电流值,从而不能进行有效的电流控制;其次使电流误差放大器总是“认为”电流值小于设定值,这将使电流误差放大器过补偿,导致电流波形失真。

  电流互感器检测最适合应用在对称的电路,如推挽电路、全桥电路中。对于单端电路,特别是升压电路,会产生一些我们必须关注的问题。对于升压电路,电感电流就是输入电流,那么在电流连续工作方式时,不管充电还是放电,电感电流总是大于零,即在直流值上叠加一个充放电的波形。因此电流互感器不能用于直接测量升压电路的输入电流,因为电感电流不能回零而使直流值“丢失”了;并且电流互感器因不能磁复位而饱和,从而失去过流保护功能,输出产生过压等。在降压电路中也存在同样的问题,电流互感器不能用于直接测量输出电流。

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  解决这个问题的方法是用两个电流互感器分别测量开关电流和二极管电流,如图4所示实际的电感电流是这两个电流的合成,这样每个电流互感器就有足够的时间来复位了。但要注意这两个电流互感器的匝比应一样,以保持检测电阻RS上的电流对称。

  功率因数校正电路一般采用升压电路,用双互感器检测,但在线电流过零时,电流互感器也特别容易饱和。因为此时的占空比约为100%,从而容易造成磁芯没有足够的时间复位。为此可以在外电路中采取一些措施来防止电流互感器饱和。如采用电流放大器输出箝位来限制其输出电压,并进一步限制占空比小于100%,电路如图5所示。设定箝位电压的过程很简单,在刚起动时电流放大器箝位在一个相对较低的值(大约4V),系统开始工作,但过零误差很大;一旦系统正常工作后,箝位电压将升高,电流互感器接近饱和,箝位电压最多升到6.5V(低电压大负载时)并且电流的THD在可接受的范围内(<10%),以限制最大占空比。设定的箝位电压不能太低,否则将使电流过零畸变大。
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