基于INA240高共模双向电流检测放大器的PWM驱动应用的设计方案

节点 1 的电压取决于转换器的输入电源。这是转换器将 “降压”到较低输出电压的高电压。在该节点上进行的电流测量将测量流经半 H 桥的高侧器件的电流,主要用于使用比较器进行过流/短路检测。在该节点上进行任何测量时,需要具有高共模电路且该电路的性能要能满足测量小差分电压的要求。

节点2是半H桥的中点,它显示了开关电源所基于的脉宽调制 (PWM) 信号。在该位置进行的电流 测量可以提供电感器电流,以用于系统控制和过流/短路检测。会对以 PWM 比率在高电压和接地(或负电 源)之间进行的转换求平均值,以生成正确的输出电压。

节点2的电压将具有急剧的共模转换,因此在此处进行的测量需要能够在幅度上处理转换电压,并且能够抑制输出波形中的瞬态。节点 3 的电压是转换器输出电压, 在示波器上观察时,它是具有小电压纹波的直流电压电平。在该位置进行的测量 将具有与节点 1 类似的要求,可提供电感器电流以 用于系统控制和过流/短路检测。

虽然节点 3 的电压低于节点 1 的电压,但所需的输出电压电平可能仍需要测量电路来处理高模电压。节点 4 的电压依赖于电路的接地端。该节点将看到较低的、接近于接地的共模电平,因此,与前面提到的位置相比,在该位置进行的测量具有一系列更低的要求。其他直流/直流开关架构具有与上述节点类似的行为,不过它们可能处于转换器电路中的不同位置。

测量漂移要求

开关电源是用于实现电压电平转换的高效电路,但转换中仍存在功率损耗。这些功率损耗是表现为发热的系统 效率损失。根据转换器的功率级别,这可能会成为相当 大的热源。INA240 具有低热漂移规格,这意味着电流 测量不会由于发热而显著变化。为了进一步降低发热, INA240 提供了不同的增益版本,从而减小电流检测电 阻器的值。

传统放大器的性能可能会随着放大器增益的增大而显著下降。通过之下,INA240 的所有增益版本均具有出色的电气规格, 可以在不同的增益型号上实现高性能水平。 表 1 比较了不同增益之间的功率耗散。

基于INA240高共模双向电流检测放大器的PWM驱动应用的设计方案

系统控制和监测要求