在高頻開關係統中，通過並聯電阻測量電流時

，您可能會觀察到正弦波電流紋波幅值過大
、方波紋波或快速轉換電流過衝或過高的高頻噪聲等問題。這些問題是由並聯的分流電感引起的
，當並聯電阻值較低時

，尤其是在1mΩ以下時


，分流電感就變得更為明顯。

 

 

圖1：這是分流電感問題的等效電路圖。100kHz開關穩壓器的方波輸出被L1和C1濾波，使得電流紋波是正弦波。H1捕獲實際電流波形(由ROUT1探測)
，E1捕獲並聯電阻的精確電壓及電感(由Rout探測)，就像電流檢測放大器(20V電源有助於方便地偏置和縮放以同時查看輸出波形)。

 

ninkenengyudaobuzhengquedezhengxianbobowenxinhaofuduheboxingdewenti。zhelijianmodeyigeshilizhong，bowenxinhaotaida，shirenhuaiyizhenggeceliangdezhunquexing。dianlutuzhongxianshileyigeshenmidesanjiaobo
，zaibingliandianzufujin，zaiwoduidianlujinxingfangzhenshicaizhuyidao。

 

 

圖2：綠色曲線代表實際的紋波電流；黃色曲線代表並聯電阻的壓降
，跟不帶輸入濾波器的電流檢測放大器輸出的信號是一樣的。請注意
，三角波的幅值比正弦波大得多(源E和H被縮放，當一切正常時
，它們將匹配)。

 

圖3：繪(hui)出(chu)了(le)我(wo)們(men)在(zai)應(ying)用(yong)中(zhong)看(kan)到(dao)的(de)問(wen)題(ti)。它(ta)有(you)一(yi)個(ge)輸(shu)入(ru)濾(lv)波(bo)器(qi)，所(suo)以(yi)放(fang)大(da)器(qi)輸(shu)出(chu)的(de)波(bo)形(xing)是(shi)正(zheng)弦(xian)的(de)，但(dan)幅(fu)值(zhi)過(guo)大(da)。這(zhe)隻(zhi)不(bu)過(guo)是(shi)濾(lv)波(bo)電(dian)容(rong)器(qi)太(tai)小(xiao)的(de)問(wen)題(ti)。

 

 

圖4：此應用電路圖顯示濾波器在RFILT和CFILT處的初始值不正確，產生了圖3的波形。將CFILT修正為0.3µF後將提供正確的波形和幅值，如圖5所示。

 

 

圖5：紋波有正確的濾波值。波形互相重疊。

 

正(zheng)弦(xian)波(bo)紋(wen)波(bo)在(zai)並(bing)聯(lian)電(dian)阻(zu)有(you)足(zu)夠(gou)的(de)分(fen)流(liu)電(dian)感(gan)時(shi)確(que)實(shi)會(hui)變(bian)成(cheng)三(san)角(jiao)波(bo)形(xing)。放(fang)大(da)器(qi)最(zui)初(chu)有(you)一(yi)個(ge)正(zheng)弦(xian)波(bo)輸(shu)出(chu)，因(yin)為(wei)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)明(ming)智(zhi)地(di)在(zai)放(fang)大(da)器(qi)輸(shu)入(ru)處(chu)使(shi)用(yong)了(le)一(yi)個(ge)低(di)通(tong)濾(lv)波(bo)器(qi)
，但(dan)是(shi)它(ta)沒(mei)有(you)被(bei)正(zheng)確(que)地(di)“調整”。在(zai)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)
，需(xu)要(yao)調(tiao)整(zheng)的(de)有(you)電(dian)容(rong)值(zhi)
，直(zhi)到(dao)紋(wen)波(bo)符(fu)合(he)正(zheng)確(que)的(de)計(ji)算(suan)值(zhi)。實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)中(zhong)的(de)分(fen)流(liu)問(wen)題(ti)是(shi)，由(you)於(yu)電(dian)感(gan)規(gui)格(ge)的(de)不(bu)確(que)定(ding)
，它(ta)們(men)不(bu)遵(zun)守(shou)規(gui)則(ze)的(de)分(fen)析(xi)方(fang)法(fa)。您(nin)可(ke)能(neng)會(hui)在(zai)數(shu)據(ju)表(biao)中(zhong)看(kan)到(dao)“0.5到5nH”這樣的標注，但是卻沒有具體的值，這就看您是否幸運了。所以您需要使用一個電流探頭，通過反複調整電容器來確定正確的值(很明顯
，如果幅值太大，就增加電容值
，幅值太小的話就減小電容值)。

 

事實上
，如果您有一個真正的電流方波
，您可能可以很幸運地以同樣的方式“調出”一個過衝。一旦找到正確的濾波值，就可用於生產
，甚至在不得不更換並聯電阻供應商時，它仍可能有用。構建低於1mΩ並聯電阻的方法不多。我是不是提到過，由於分流電感的影響

，瞬態響應問題會隨著並聯電阻的變小(通常小於1mΩ)而變得更糟？

 

在輸入前完成濾波的重要性

 

濾波應在電流檢測IC輸入之前完成，這很重要。對沒有前端濾波的係統長期收集的數據顯示，在電流和功率值的數據圖中不明原因地偶然(但頻率已足以引起問題)出現了大的尖峰。並聯電阻的高頻響應上升，引起電流檢測前端混疊，從而產生尖峰。不管是斬波穩定放大器、delta-sigma轉換器還是平均SAR，隻要是采樣係統，那麼它們都是脆弱的。與任何混疊問題一樣，正確的解決方法是在電流檢測IC輸入前進行模擬濾波。離開那些說您不需要濾波器的供應商。如果它是一個采樣係統並且您正在收集數據，您的電流檢測IC就需要一個幹淨的信號。還請記住，混疊不是唯一可能存在的問題，若是不對輸入進行濾波，高頻輸入很可能使前端過載。

 

最後，如果您需要進一步抑製噪音
，當然可以調到更低的頻率。在輸入進入第一個放大器之前進行濾波總是有益的。大多數電流檢測IC在單極輸入處會限製實際濾波，但還是應該使用，如果需要，在放大器的輸出處還可實施更高階的濾波。

 

雖sui然ran本ben文wen討tao論lun的de問wen題ti存cun在zai於yu瞬shun態tai域yu
，但dan任ren何he敏min感gan的de讀du者zhe都dou會hui意yi識shi到dao它ta可ke看kan作zuo一yi個ge簡jian單dan的de一yi階jie帶dai寬kuan問wen題ti。在zai歐ou姆mu值zhi極ji低di的de並bing聯lian電dian阻zu上shang的de分fen流liu電dian感gan產chan生sheng了le幾ji百baikHz的轉角頻率，有時出奇地低。無論怎樣
，作為帶寬問題、時間常數問題或瞬態響應問題
，最佳濾波器的時間常數都將等於並聯電阻及其電感的時間常數(或補償並聯零頻率的極點頻率)：

 

 

電流檢測IC將始終使用差分濾波器，RFILT將是兩個電阻之和。從數學的角度，最難的部分是得到一個實際的LSHUNT值。

 

 

圖6：頻率響應曲線（綠色）顯示有3nH電感的500µΩ並聯電阻的上升頻率響應，以及有一對10Ω電阻和0.3µF電容的輸入濾波器的互補響應。請注意
，並聯電阻顯示出約為30kHz的轉角頻率。