很明顯，高效率和小尺寸是 DC/DC 轉換器解決方案的關(guān)鍵基準。作為一名系統工程師，我敏銳地意識到更高的效率是減少功率損耗、降低組件溫度以及在給定氣流和環(huán)境溫度環(huán)境下提供更多可用功率的藍圖。然而，將解決方案壓縮成一個(gè)小的 PCB 尺寸是另一個(gè)挑戰。
隨著(zhù)要求更高的效率和功率密度目標的實(shí)現，在動(dòng)力傳動(dòng)系中使用寄生電路電阻來(lái)實(shí)現無(wú)損電流檢測非常有價(jià)值。從這個(gè)意義上說(shuō)，電感 DCR 電流檢測有助于滿(mǎn)足與過(guò)流保護、多相電流共享、電流模式控制或負載電流遙測相關(guān)的性能目標。
為了正確理解這一點(diǎn)，請看下面的兩種主要穩壓器拓撲，降壓和升壓，使用電感器 DCR 進(jìn)行連續電流檢測。通過(guò)與電感器并聯(lián)的低通 RC 感應網(wǎng)絡(luò )密切模擬電感器導納，可以得出與電感器電流成正比的電壓圖像。電感器 DCR 通常規定為 ±8% 的容差，有時(shí)甚至更低，從而獲得可接受的感應精度。
(a) 降壓和 (b) 升壓同步穩壓器中的電感 DCR 電流感應
放棄分流器和電流互感器，而是利用寄生電路元件進(jìn)行無(wú)損電流檢測，在功率密度和成本方面是有利的。在降壓或升壓轉換器中，僅檢測低側 MOSFET 的 R DS(ON)兩端的電壓是非常不準確的。例如，25°C 時(shí)的 R DS(ON)沒(méi)有嚴格規定，取決于施加的柵極電壓。同樣，檢測僅在低端 MOSFET 導通時(shí)可用。在高邊 MOSFET 導通期間不發(fā)生感測。另一方面，電感 DCR 電流檢測提供連續檢測。
當然，電感 DCR 檢測電路必須適應 DCR 隨溫度的已知變化。銅的電阻溫度系數 (TCR) 為 3930ppm/°C，這意味著(zhù) 50°C 的溫度波動(dòng)有 20% 的變化。
使用作為熱二極管連接并位于電感器遠程位置的低成本 BJT 可以方便地解決這個(gè)問(wèn)題?？紤]到這一點(diǎn)，我最近寫(xiě)了一篇文章，更深入地探討了這個(gè)話(huà)題。
為工程師提供了一種易于理解、實(shí)用的解決方案，用于在負載點(diǎn)穩壓器應用中實(shí)現準確和無(wú)損的電流檢測。方案簡(jiǎn)單而清晰地解釋了理解電感器 DCR 電流檢測技術(shù)所必需的基本概念。在解釋了現有方法的缺點(diǎn)之后，他提出了一個(gè)實(shí)用的解決方案，并附有實(shí)驗結果，向讀者證明該解決方案已準備好在現實(shí)世界中使用?！?/p>
下面是一個(gè)LM27403降壓轉換器，它使用電感 DCR 電流感應和遠程 BJT 進(jìn)行熱補償。BJT的D V BE與開(kāi)爾文溫度成正比。還提供具有可編程設定點(diǎn)的系統級熱關(guān)斷功能，以提高可靠性。在此處觀(guān)看 LM27403 穩壓器解決方案的視頻演示。
具有溫度補償電感 DCR 電流感應的 LM27403 降壓穩壓器
LM27403是一款特性豐富，易于使用，同步降壓控制器，此控制器提供出色的集成等級和性能以實(shí)現高功率密度，負載點(diǎn)(POL)直流 - 直流穩壓器解決方案內的出色效率.200kHz和1.2MHz之間的電阻器可編程開(kāi)關(guān)頻率，以及具有自適應死區時(shí)間的集成高電流MOSFET柵極驅動(dòng)器提供優(yōu)化解決方案方案尺寸的靈活性，并且大大提升了轉換效率。
可通過(guò)一個(gè)0.6V，1%精確電壓基準連同一個(gè)30ns高側MOSFET最小可控接通時(shí)間來(lái)獲得高精度和低輸出電壓.LM27403使用無(wú)損耗電感直流電阻(DCR)電流感應和物美價(jià)廉的2N3904 BJT遠程感測電感溫度，提供高精度熱補償過(guò)流保護(OCP)。
LM27403內置一個(gè)傳統電壓模式控制回路，其中包含高增益帶寬誤差放大器和PWM輸入電壓前饋電路，可簡(jiǎn)化補償設計并在整個(gè)線(xiàn)路電壓和負載電流范圍內提供出色的瞬態(tài)響應。強制PWM(FPWM)操作可消除頻率變化，最大限度降低敏感應用中的電磁干擾(EMI)。開(kāi)漏電源正常電路提供電源軌排序和故障報告。其他特性包括支持自動(dòng)恢復的可編程系統級熱關(guān)斷，輸出電壓遠程感測，可配置軟啟動(dòng)，單調啟動(dòng)至預偏置負載，集成偏置電源低壓降(LDO)穩壓器，外部電源跟蹤，通過(guò)自定義遲滯精確使能可編程線(xiàn)路欠壓鎖定(UVLO)以及適用于拍頻敏感型應用和多穩壓器應用的同步功能.LM27403采用間距為0.5mm的4mm x 4mm散熱增強型WQFN-24封裝。
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