4种基于分流器的故障检测方法

1、使用隔离式放大器

图1显示了基于分流器的过流检测解决方案，它有一个隔离式放大器和一个非隔离式比较器。如有必要，您可以使用同样的隔离式放大器进行反馈控制。MCU接收比较器的输出并发送信号，从而控制栅极驱动器的使能引脚或改变进入栅极驱动器输入的脉宽调制周期。

图 1：使用隔离式放大器和非隔离式比较器进行故障检测

使用隔离式放大器、基于分流器的方法为故障检测和反馈控制提供了高测量精度，其中的隔离式放大器可提供基本隔离或增强隔离。

然而，隔离式放大器的传播延迟为 2µs - 3µs。根据过流检测的延迟要求，基于隔离式放大器的方法可能不够快。

2、使用隔离式调制器

如图2所示，可以使用隔离式调制器同时进行过流检测和反馈控制。隔离式调制器的隔离式数据输出 (DOUT) 以显著更高的频率提供由1和0组成的数字比特流。该比特流输出的时间平均值与模拟输入电压成正比，MCU内的数字滤波器重建测量信号。MCU可以使用相同的比特流输出并行运行多个数字滤波器，其中一个数字滤波器配置用于高精度反馈控制，另一个数字滤波器配置用于低延迟过流检测。

图 2：使用隔离式调制器进行故障检测

与隔离式放大器相比，采用隔离式调制器的基于分流器的方法为故障检测和反馈控制提供了更高测量精度。在最坏情况下，过流检测的传播延迟可低至1µs。

3、使用标准比较器和数字隔离器

图3显示了一个标准非隔离式比较器，后跟用于过流检测的数字隔离器，以及用于反馈控制的隔离式放大器或调制器。在最坏情况下，过流检测的传播延迟可低于1µs，具体取决于所选的比较器和数字隔离器。但是，分立式实施会占用更多印刷电路板 (PCB) 空间，并且对于需要更高精度的设计来说可能会变得昂贵。

图3：使用标准比较器和数字隔离器进行故障检测

4、使用隔离式比较器

图4所示的隔离式比较器通过集成标准比较器和数字隔离器的功能，提供了一种小巧且超快的过流检测方法。您可以使用隔离式放大器或隔离式调制器进行反馈控制。

图 4：使用隔离式比较器进行故障检测

随着提高系统弹性和采用更快的开关晶体管（如SiC和GaN）的需求激增，对准确和快速故障检测的需求变得更加重要。

审核编辑：汤梓红