基于RC并联电感的无损电流检测电路设计

"一种无损电流检测电路设计，用于大电流检测，通过RC并联电感技术，提高了检测效率。电路由高精度低速电流检测、快速电流检测和反馈校准三部分构成，解决了电流倒灌问题。采用TSMC 180nm工艺和Cadence软件进行设计和仿真，证明了其在检测电感电流瞬时值和平均值方面的准确性。" 在电源管理系统中，尤其是在现代电子设备中，精确的电流检测是至关重要的。传统的电流检测方法，如电阻串联，往往会导致能量损失，降低转换效率。因此，研究人员提出了无损电流检测技术，以解决这一问题。本文介绍的是一种基于RC并联电感的无损电流检测电路设计，它特别适用于大电流的检测，避免了传统方法的效率低下。 该电路主要由三个关键部分组成：带修调的高精度低速电流检测电路、快速电流检测电路和反馈校准电路。高精度低速电路用于检测电流的平均值，确保了长期电流趋势的准确性。快速电流检测电路则用于捕捉电流的瞬时变化，确保了电流峰值和谷值的快速响应。这两部分通过反馈校准电路进行校正，以获得更精确的瞬时电流读数，从而实现对大电流的动态监控。 电流倒灌问题在某些情况下可能导致电路损坏或测量误差。为了解决这个问题，设计中包含了负电流产生电路，它可以有效地防止电流反向流动，确保检测的稳定性。电路设计采用了先进的TSMC 180纳米1P3M工艺，这种工艺具有高集成度和低功耗的特点，适合于小型化和高性能的电子设备。 在设计验证阶段，利用Cadence软件进行了电路仿真。仿真结果显示，该设计不仅能够准确地检测出电感电流，还能同时提供电流的平均值和瞬时值，这在电源管理芯片的过流保护和转换效率优化方面具有显著优势。 从文献回顾来看，先前的研究如使用RC滤波器和∑△ADC检测电流的方法，虽然具有高速和高精度，但可能存在成本和复杂性的问题。相比之下，本文提出的电路设计通过结合低速和高速检测以及反馈校准，实现了更高的性价比和更佳的电流检测效果。 该无损电流检测电路设计提供了一种高效、精确且适应性强的解决方案，尤其适用于处理大电流场景。通过优化的结构和反馈机制，它能够在保持系统整体效率的同时，为电源管理芯片提供关键的电流信息，这对于现代电子设备的电池管理和性能提升具有重要意义。