CPU电源用换流器的电流检测——KOA


CPU电源用换流器的电流检测

  • CPU电源的发展动向

随着CPU的高速化,低电压、大电流化程度越來越高。桌上型电脑需要的电流达到40~60A,笔记本型电脑也超过20A。

 


  • 电流检测用低阻值电阻器的发展动向

由于DC/DC换流器的切换电流增大,电流检测用电阻器的电阻值非常小,有的甚至在2mΩ以下。

选择、使用mΩ级电阻器时,注意事项有别于通常的电阻值。


  • 电阻值如果降低…
    即使切换频率为数百kHz,也很难实现“正确产生与通过电流成正比的电压”这一理所当然的操作。

    (1)尽量缩小电感

    电阻器的寄生电感通常为nH级,在数百kHz的切换中可以忽略。但由于电阻值极小,微小的电感也会造成相对较大的检测误差。

  • 电感造成误差的示例
    下图举出了一个例子。在这个例子中,电阻器的寄生电感为1nH。



  • 裁切改变电流通路

    调整电阻值需要在电阻器上裁切狭缝。这会导致电流分布不均,引起局部发热。

    局部发热会使电流通路发生改变,从而导致整个电阻器的电阻值相对于电流的线性变差。



   (2)需要电阻率均匀的电阻体

    导致电流通路不均匀的原因,并不只是裁切线。电阻体与电极的接合部分如果产生孔洞等,相应位置的电流通路也会变得不均匀。

  • 如果电感的偏差大…
    电感的影响在一定程度上可以通过滤波器来抑制。但寄生电感如果有偏差,检测误差也会产生偏差。下图是可能发生的检测偏差的模拟示例。



  (3)电极内的电位必须固定不变
    超低电阻器中,电极部分的电阻率只有电阻体部分电阻率的几十倍。如果电极部分薄,电阻体的电位分布就会影响电极,导     致电极内出现电位差。
    这意味着取电极中不同位置的电压,电阻值会发生变化。



电流检测用低电阻器需要具备的性能
综上所述,选择大电流高速切换电路的电流检测用电阻器时要注意以下3点:
(1) 使用电感及其偏差小的电阻器。
(2) 使用电阻体、电极尽可能均匀的电阻器。
(3) 使用电极内电位差小的电阻器。


使电阻器内的电流通路变得均匀
上述条件多数可以通过彻底清除电阻器内电流通路的不均匀部分来实现。
基于这一理念,本公司开发出了:

 

TLR 金属板片式低电阻器


特点

  • 是超低电阻(0.5mΩ~)器,适用于对大电流的检测。

  • 厚度0.6mm超低背型,适于对小型设备的使用。

  • 高频率特性优异。

  • 可自动贴装。

  • 对应回流焊接。

  • 符合欧盟RoHS。

  • AEC-Q200相关数据已取得

 

TLR的结构
具体结构如图所示。TLR通过采用这一结构,获得了适合对CPU电源用DC/DC换流器进行电流检测的性能。



其他着眼点
使用CPU电源用DC/DC换流器的电流检测用电阻器还需要考虑以下事项:
(1)通过多相化、共通输出节点使用时的相间检测偏差
(2)电流焊盘、电压图案的设计考量
(3)确保散热路径
(4)有必要考虑使检测误差最小化的滤波器插入方式等。



上传时间:2018-07-13