双电阻差分电流采样_并联电阻的分流电感很重要

在高频开关系统中，通过并联电阻测量电流时，可能会观察到正弦波电流波幅值过大、方波波或快速转换电流过冲或过高的高频噪声。这些问题是由并联分流电感引起的，当并联电阻值较低时，特别是在1m?下面，分流电感变得更加明显。

开关稳压器的方波输出L1和C1滤波使电流纹波为正弦波。H1.捕获实际电流波形(ROUT1探测)，E1捕获并联电阻的精确电压和电感(由Rout检测)就像电流检测放大器(20V电源查输出波形的同时，电源同时检查输出波形)。

您可能会遇到正弦波纹信号范围和波形不正确的问题。在这里建模的一个例子中，波纹信号太大，以至于人们怀疑整个测量的准确性。电路图显示了一个神秘的三角波，直到我在并联电阻附近模拟电路时才注意到。

图2：绿色曲线代表实际纹波电流；黄色曲线代表并联电阻的压降，与无输入滤波器的电流检测放大器的输出信号相同。请注意，三角波的振幅远大于正弦波（源E和H缩放，当一切正常时，它们会匹配)。

图3：绘制我们在应用程序中看到的问题。它有一个输入滤波器，因此放大器输出的波形是正弦，但振幅值太大。这只是滤波器电容器太小的问题。

图4:本应用电路图显示滤波器RFILT和CFILT初始值不正确，产生图3的波形。CFILT修正为0.3μF如图5所示，将提供正确的波形和振幅。

当并联电阻有足够的分流电感时，正弦波纹波确实会变成三角形波形。放大器最初有一个正弦波输出，因为设计师在放大器输入处明智地使用了一个低通滤波器，但没有正确地调整。在容值需要调整，直到纹波符合正确的计算值。由于电感规格的不确定性，实际应用中的分流问题是不遵守规则。您可能会在数据表中看到“0.5到5nH这样的标记，但没有具体的价值，这取决于你是否幸运。因此，您需要使用电流探头通过反复调整电容器来确定正确的值（显然，如果振幅值太大，则增加电容值，如果振幅值太小，则减少电容值）。
事实上，如果你有一个真正的电流方波，你可能很幸运地以同样的方式转移一个过度冲击。一旦找到了正确的滤波值，它就可以用于生产，即使在不得不更换并联电阻供应商时，它仍然可能有用。建筑不到1m?并联电阻的方法不多。我有没有提到，由于分流电感的影响，瞬态响应问题会随着并联电阻的降低而降低（通常小于1）m?)变得更糟？滤波在输入前的重要性
电流检测滤波器IC输入前完成很重要。没有前端滤波器的系统长期收集的数据显示，在电流和功率值的数据图中，出现了一个大的峰值（但频率足以引起问题）。并联电阻的高频响应增加，导致电流检测前端混合，导致峰值。无论是斩波稳定放大器，delta-sigma转换器仍然是平均的SAR，只要是采样系统，都是脆弱的。和任何混合问题一样，正确的解决方案是检测电流IC模拟滤波器在输入前进行。离开那些说你不需要滤波器的供应商。如果是采样系统，您正在收集数据，您的电流检测IC需要一个干净的信号。请记住，混叠不是唯一可能出现的问题。如果不过滤输入，高频输入很可能会使前端过载。
最后，如果需要进一步抑制噪音，当然可以调整到更低的频率。在输入第一个放大器之前进行滤波总是有益的。大多数电流检测IC实际滤波将限制在单极输入处，但仍应使用。如有必要，可在放大器输出处实现更高级的滤波。
虽然本文讨论的问题存在于瞬态区域，但任何敏感的读者都会意识到它可以被视为一个简单的阶级带宽问题。欧姆值极低并联电阻上的分流电感产生了数百个kHz有时候转角频率出奇的低。无论如何，作为带宽、时间常数或瞬态响应，最佳滤波器的时间常数将等于并联电阻及其电感的时间常数（或补偿并联零频率的极端频率）：

电流检测IC差分滤波器将始终使用，RFILT这将是两个电阻之和。从数学的角度来看，最困难的部分是得到一个实用的LSHUNT值。

图6:频率响应曲线(绿色)显示3nH电感的500μ?并联电阻的上升频率响应，以及一对10电阻和0.3μF电容器输入滤波器的互补响应。请注意，并联电阻约为30kHz的转角频率。

作者：Jerry Steele