ZHCAAE7A March 2000 – June 2021 TL2842 , TL2842B , TL2843 , TL2844 , TL2845 , TL3842 , TL3842B , TL3843 , TL3844 , TL3845 , TLC081 , TLC2201 , TLV2231 , TLV2361 , TLV2362 , TLV2470 , TLV2471 , TLV2770 , TLV2771 , TLV341 , TLV342 , UC1842 , UC1843 , UC1844 , UC1845 , UC2842 , UC2842A , UC2843 , UC2843A , UC2844 , UC2844A , UC2845 , UC2845A , UC3841 , UC3842 , UC3842A , UC3842M , UC3843 , UC3843A , UC3844 , UC3844A , UC3845 , UC3845A , UC3845AM , UCC1800 , UCC1801 , UCC1802 , UCC1803 , UCC1804 , UCC1805 , UCC2800 , UCC2801 , UCC2802 , UCC2802M , UCC2803 , UCC2804 , UCC2805 , UCC2813-0 , UCC2813-1 , UCC2813-2 , UCC2813-3 , UCC2813-4 , UCC2813-5 , UCC28C40 , UCC28C41 , UCC28C42 , UCC28C43 , UCC28C44 , UCC28C45 , UCC3801 , UCC3802 , UCC3803 , UCC3804 , UCC3805 , UCC3813-0 , UCC3813-1 , UCC3813-2 , UCC3813-3 , UCC3813-4 , UCC3813-5 , UCC38C40 , UCC38C41 , UCC38C42 , UCC38C43 , UCC38C44 , UCC38C45

2 电路设计

开关模式电源通常通过 MOSFET 切换变压器初级侧的电流，并使用感应电阻器 (R_Sense) 测量初级电流，如图 1-1 (a) 所示。脉宽调制器 IC (PWM) 通常需要一个电流感应信号 (V_S) 以提供短路保护和/或用于电流模式控制。V_S 的峰值取决于所使用的 PWM IC，但通常为 1V。

图 1-1 (a) 中感应电阻 R_Sense 的值根据初级侧电流峰值 (I_Peak) 和所需 V_S 值来选择。因此，R_Sense 由以下公式确定：

R s e n s e = \frac{V s}{I p e a k}

R_Sense 中的功耗基于初级侧电流 (I_rms) 的 RMS 值，其取决于峰值以及波形和占空比。功耗由以下公式得出：

P s e n s e = {I r m s}^{2} \times R s e n s e

例如，设：

I_Peak = 6.67A

I_rms = 4A

V_S = 1V

这些值导致 R_Sense 为 0.15Ω，R_Sense 中的功耗等于 2.4W。通常，在此应用中会使用 5W 额定电阻器。

使用图 1-1 (b) 中的电路可显著降低 R_Sense 的成本和功耗。首先，让我们回顾一下图 1-1 (b) 中的电路是如何工作的。该运算放大器电路配置为典型的差分放大器。该电路的工作原理是将差分感应信号 (V_Sense) 乘以运算放大器电路的差分增益。如果 Rf 为 R3 且 Ri 为 R2，则该增益由以下公式得出：

G a i n = \frac{R f}{R i} a n d V s = V s e n s e x \frac{R f}{R i}

根据前面的示例，假设设计目标是使用具有标准值的低功率感应电阻器，例如额定功率为 0.5W 的 0.01Ω 电阻器，并将该电阻器的功耗限制为不超过 0.25W。根据这些信息，可计算出该电路的增益。

P s e n s e = {I r m s}^{2} \times R s e n s e = {(4 A_{r m s})}^{2} \times 0.01 Ω = 0.16 W

V s e n s e = I p e a k \times R s e n s e = 6.67 A_{p k} \times 0.01 Ω = 66.7 m V

G a i n = \frac{V s}{V s e n s e} = \frac{1 V}{66.7 m V} = 15

根据这些结果，在图 1-1 (b) 中，设 Rf 为 R3 等于 15kΩ，Ri 为 R2 等于 1kΩ。