电源设计：开关模式电源中的高效交流电流传感器

"本文探讨了电源技术中在开关模式电源应用中使用电流传感器的重要性，强调了设计者关注的成本、效率、精度和尺寸等关键因素。文章分析了传统的分立元件方案和现有的单芯片解决方案，同时也讨论了不同类型的电流传感器，如电流传感放大器，及其适用的系统类型。" 在开关模式电源设计中，电流传感器起着至关重要的作用，特别是在电流模式控制和峰值电流限制等控制策略中。这些控制方法依赖于实时电流信息，以确保系统的稳定性和效率。设计师通常利用变压器、运算放大器和无源分立元件构建电流传感器，尽管市场已有各种单芯片解决方案。选择分立电路设计可能是出于成本和性能的考虑，但设计师也希望看到更先进的单芯片电流传感器技术。 对于成本敏感的电源系统，首要考虑的是传感器的安装成本，这不仅包括传感器本身的费用，还包括外围组件和可能的校准等额外成本。此外，低阻值有效串行电阻(ESR)是提高效率的关键，尤其是在处理大电流的负载点调节器中，ESR的微小增加都可能导致效率显著下降。设计要求还包括传感器的小型化，以便适应电路板空间有限的电源模块，以及高精度以减少内部校准需求，高隔离电压以确保AC/DC转换器的安全，以及宽工作带宽以适应高频系统。 电流检测解决方案主要分为两类：单芯片方案和分立电路方案。单芯片电流传感器提供集成度更高的解决方案，可能包含更低的ESR，但可能牺牲一定的灵活性。电流传感放大器是一种常见方法，通过测量串联电阻上的电压变化来反映电流，适用于小电流直流系统和低频交流系统。然而，由于其产生的功耗和有限的带宽，这种技术在大电流或高频应用中可能不那么理想。 电源技术中电流传感器的选择是一项复杂任务，需要平衡成本、性能、效率和尺寸等多个因素。随着技术的进步，未来的单芯片解决方案有望提供更优的性能和成本效益，满足不断增长的市场需求。