电流检测的一般方式

电流检测的一般方式

　　电流检测常用的方式为电阻直接取样、利用霍尔元件(LEM)取样和利用电流互感器取样。

　　用电阻取样易于实现，电路设计简单，但损耗大，检测信号易受干扰，适用于小功率转换电路，电路如图1所示，其中R1为电流检测电阻。以源端平均电流1A为例，常用的电流控制型PWM控制器UC1845的电流保护检测电压为1V，这样需要的电阻为1Ω，功耗为1W，按照航天器元器件降额要求(GJB/Z 35-93《元器件降额准则》)，至少选用2W的电阻。而一个2W电阻的封装对于模块电源来说体积较大。

　　用霍尔元件虽然检测精度较高，但成本、体积常常对于模块电源来说还是无法接受。

　　一般电流互感器的特性介于电阻和霍尔元件之间，是用得最多的一种电流检测方法。DC-DC转换器中常用的是脉冲直流互感器，其原理如图2所示，工作方式为单向磁化，类似正激转换器。当初级电流流通时，磁芯中磁场逐渐增大;当初级电流不再增加时，次级感应电势将二极管击穿，使磁芯复位到剩磁感应强度Br。

　　通常初级线圈为1匝，次级匝数很多，这样可以减小次级反射到初级的阻抗，以减小对初级的影响。

　　如果不考虑线圈电阻，则次级感应电压可以近似为电压源，脉冲直流互感器的设计依据公式(1)：

　　式中：e2为次级感应电压，Ton为导通时间，N2为次级线圈匝数，Ae为磁芯有效截面积，△B为工作磁感应强度，单位为特斯拉(T)。

　　互感器励磁电流im有如下关系式：

一般电流互感器初级匝数为1，即N1=1，则(3)式可以表示为：

　　

 

　　式中：AL为磁芯电感系数，表达式为：

　　

 

　　如果定义电流检测误差为：

　　

 

　　即电流互感器设计公式为：