防止電流檢測電路飽和的方法

      如果電源適配器電流互感器的磁芯不能復(fù)位,將導(dǎo)致磁芯飽和?電流互感器飽和是一個(gè)很嚴(yán)重的問題?首先,不能正確測量電流值,就不能進(jìn)行有效的電流控制;其次,使電流誤差放大器總是“認(rèn)為”電流值小于設(shè)定值,這將使電流誤差放大器過補(bǔ)償,導(dǎo)致電流波形失真

      電流互感器檢測較適合應(yīng)用于對(duì)稱的電路,如推挽電路?全橋電路?對(duì)于單端電路,特別是升壓電路,會(huì)產(chǎn)生一些我們必須關(guān)注的問題?

對(duì)于升壓電路,電感電流就是輸入電流?在采用電流連續(xù)工作方式時(shí),不管充電還是放電,電感電流總是大于零,即在直流值上疊加一個(gè)充放電的波形?因此,電流互感器不能用于直接測量升壓電路的輸入電流?因?yàn)殡姼须娏鞑荒芑亓愣怪绷髦怠皝G失”了;電流互感器因不能磁復(fù)位而飽和,從而失去過流保護(hù)功能,輸出產(chǎn)生過壓等?在降壓電路中也存在同樣的問題,電流互感器不能用于直接測量輸出電流

        解決這個(gè)問題的方法是用兩個(gè)電流互感器分別測量電源適配器電流和二極管電流,如圖2-11所示?實(shí)際的電感電流是這兩個(gè)電流的合成,這樣每個(gè)電流互感器就有足夠的時(shí)間來復(fù)位了但要注意這兩個(gè)電流互感器的匝比應(yīng)一樣,以保持檢測電阻Rs上的電流對(duì)稱?

       功率因數(shù)校正電路一般采用升壓電路,用雙互感器檢測?但在線電流過零時(shí),電流互感器也特別容易飽和?因?yàn)?此時(shí)的占空比約為100%,容易造成磁芯沒有足夠的時(shí)間復(fù)位?為此,可以在外電路中采取一些措施來防止電流互感器飽和?如采用電流放大器輸出鉗位來限制其輸出電壓,并進(jìn)一步限制占空比小于100%,電路如圖2-12所示?

         設(shè)定鉗位電壓的過程很簡單,在剛啟動(dòng)時(shí)電流放大器鉗位在一個(gè)相對(duì)較低的值(大約4V),系統(tǒng)開始工作,但過零誤差很大?系統(tǒng)一旦正常工作后,鉗位電壓將升高,電流互感器接近飽和,鉗位電壓較多升到6.5V(低電壓大負(fù)載時(shí)),電流的THID在可接受的范圍內(nèi)(<10%),以限制大占空比?設(shè)定的鉗位電壓不能太低,否則將使電流過零畸變大?

        如果需要更好的特性或需要運(yùn)行在寬范圍內(nèi),可以用如圖2-13所示的電路,這個(gè)電路將根據(jù)線電壓反向調(diào)節(jié)鉗位電壓?

       每個(gè)電流脈沖都使磁芯復(fù)位以克服磁芯飽和,改進(jìn)外電路還可以改進(jìn)電流檢測電路?-一般利用電流檢測電路自復(fù)位,即利用磁芯中存儲(chǔ)的能量產(chǎn)生足夠的伏秒積來復(fù)位?但當(dāng)占空比大于50%,特別是接近100%時(shí),可能沒有足夠的時(shí)間來使磁芯復(fù)位?這時(shí),除電流放大器輸出鉗位外,還可以采用強(qiáng)制復(fù)位電路?

       強(qiáng)制磁芯復(fù)位的電路很多,如使用附加線圈或中心抽頭的線圈,較簡單的方法是采用如圖2-14?圖2-15所示電路來強(qiáng)制磁芯復(fù)位?脈沖電流到來時(shí),強(qiáng)制復(fù)位電路和自復(fù)位電路的工作沒有差別;當(dāng)復(fù)位時(shí),從Vcc通過R,來的電流加入磁芯復(fù)位電流,寄生電容快速充電,副邊電壓反向,伏秒積增加,磁芯復(fù)位速度加快?如果需要得到負(fù)的檢測電壓而又不想用負(fù)電壓強(qiáng)制復(fù)位時(shí),則用如圖2-15所示電路?

       對(duì)于電流檢測電路磁芯復(fù)位還要考慮的一個(gè)因素是副邊線圈的漏電感和分布電容?為了減小損耗,一般選擇匝比較大的電流互感器?

      但匝比大,副邊線圈的漏電感和分布電容大,漏電感影響電流上升和下降的時(shí)間,分布電容則影響電流互感器的帶寬?在磁芯復(fù)位時(shí),副邊電感和分布電容諧振,如果分布電容大,則諧振頻率低,周期長,那么在占空比大?磁芯復(fù)位時(shí)間短時(shí),副邊線圈就沒有足夠的時(shí)間來釋放能量使磁芯復(fù)位了?所以,應(yīng)盡量不選擇匝比太大的電流互感器?