CPU電源用換流器的電流檢測——KOA


CPU電源用換流器的電流檢測

  • CPU電源的發展動向

隨著CPU的高速化,低電壓、大電流化程度越來越高。桌上型電腦需要的電流達到40~60A,筆記本型電腦也超過20A。

 


  • 電流檢測用低阻值電阻器的發展動向

由于DC/DC換流器的切換電流增大,電流檢測用電阻器的電阻值非常小,有的甚至在2mΩ以下。

選擇、使用mΩ級電阻器時,注意事項有別于通常的電阻值。


  • 電阻值如果降低…
    即使切換頻率為數百kHz,也很難實現“正確產生與通過電流成正比的電壓”這一理所當然的操作。

    (1)盡量縮小電感

    電阻器的寄生電感通常為nH級,在數百kHz的切換中可以忽略。但由于電阻值極小,微小的電感也會造成相對較大的檢測誤差。

  • 電感造成誤差的示例
    下圖舉出了一個例子。在這個例子中,電阻器的寄生電感為1nH。



  • 裁切改變電流通路

    調整電阻值需要在電阻器上裁切狹縫。這會導致電流分布不均,引起局部發熱。

    局部發熱會使電流通路發生改變,從而導致整個電阻器的電阻值相對于電流的線性變差。



   (2)需要電阻率均勻的電阻體

    導致電流通路不均勻的原因,并不只是裁切線。電阻體與電極的接合部分如果產生孔洞等,相應位置的電流通路也會變得不均勻。

  • 如果電感的偏差大…
    電感的影響在一定程度上可以通過濾波器來抑制。但寄生電感如果有偏差,檢測誤差也會產生偏差。下圖是可能發生的檢測偏差的模擬示例。



  (3)電極內的電位必須固定不變
    超低電阻器中,電極部分的電阻率只有電阻體部分電阻率的幾十倍。如果電極部分薄,電阻體的電位分布就會影響電極,導     致電極內出現電位差。
    這意味著取電極中不同位置的電壓,電阻值會發生變化。



電流檢測用低電阻器需要具備的性能
綜上所述,選擇大電流高速切換電路的電流檢測用電阻器時要注意以下3點:
(1) 使用電感及其偏差小的電阻器。
(2) 使用電阻體、電極盡可能均勻的電阻器。
(3) 使用電極內電位差小的電阻器。


使電阻器內的電流通路變得均勻
上述條件多數可以通過徹底清除電阻器內電流通路的不均勻部分來實現。
基于這一理念,本公司開發出了:

 

TLR 金屬板片式低電阻器


特點

  • 是超低電阻(0.5mΩ~)器,適用于對大電流的檢測。

  • 厚度0.6mm超低背型,適于對小型設備的使用。

  • 高頻率特性優異。

  • 可自動貼裝。

  • 對應回流焊接。

  • 符合歐盟RoHS。

  • AEC-Q200相關數據已取得

 

TLR的結構
具體結構如圖所示。TLR通過采用這一結構,獲得了適合對CPU電源用DC/DC換流器進行電流檢測的性能。



其他著眼點
使用CPU電源用DC/DC換流器的電流檢測用電阻器還需要考慮以下事項:
(1)通過多相化、共通輸出節點使用時的相間檢測偏差
(2)電流焊盤、電壓圖案的設計考量
(3)確保散熱路徑
(4)有必要考慮使檢測誤差最小化的濾波器插入方式等。



上傳時間:2018-07-13
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