1. 電流幅值檢測

• 目標：精準測量反向電流的最大值，判斷是否超出器件耐流極限。
• 技術要點：
  • 使用高頻響應傳感器（如羅氏線圈、霍爾電流傳感器），帶寬需覆蓋電流上升沿（通常≥10MHz）。
  • 動態范圍需覆蓋理論峰值的1.5倍以上，避免飽和。
  • 示例：在300V/10A的Buck-Boost電路中，反向峰值可能達15A，需選擇量程≥20A的傳感器。

2. 電流波形時序分析

• 目標：提取電流的上升時間（??tr?）、下降時間（??tf?）及持續時間（??td?）。
• 技術要點：
  • 采用高速ADC（≥1MSPS）同步采集電壓與電流信號，識別開關時序。
  • 結合觸發捕獲功能，鎖定瞬態波形（如示波器的單次觸發模式）。

3. 能量損耗評估

• 目標：計算反向電流引起的能量損耗 ?=∫?2(?)? ??E=∫i2(t)Rdt，優化散熱設計。
• 技術要點：
  • 積分算法需考慮采樣精度與噪聲抑制（如滑動平均濾波）。
  • 同步測量開關器件的溫升，驗證損耗模型準確性。

4. EMI特性關聯檢測

• 目標：分析電流高頻振蕩分量與輻射EMI的關系。
• 技術要點：
  • 使用頻譜分析儀捕捉電流波形的頻域特征（如30MHz~1GHz）。
  • 優化PCB布局與吸收電路（RC Snubber），抑制諧振尖峰。

1. 硬件架構

• 傳感器選型：
  • 低阻值分流電阻（＜1mΩ）適合大電流場景，需配合差分放大器（如INA240）抑制共模噪聲。
  • 隔離型霍爾傳感器（如ACS723）適用于高壓隔離場景。
• 信號調理電路：
  • 二階有源低通濾波（截止頻率≥開關頻率的5倍），保留波形特征。
  • 電壓鉗位電路（如TVS二極管）保護ADC輸入。

2. 軟件算法

• 峰值捕獲算法：滑動窗口極值檢測，配合過采樣提升分辨率。
• 故障診斷邏輯：設定動態閾值（如根據負載電流自適應調整），避免誤觸發。

• 場景：BLDC電機堵轉時，H橋電路的反向電流急劇上升。
• 方案：
  • 在每個橋臂的下管串聯分流電阻，實時檢測反向電流。
  • 通過比較器（如LM311）輸出硬保護信號，觸發驅動器關斷（Dead Time＜100ns）。

• 場景：反激式電源中RCD電路的能量回收效率與電壓應力平衡。
• 方案：
  • 檢測變壓器漏感引起的反向電流峰值，調整RCD的電容與電阻值。
  • 使用數字控制器（如DSP）動態調節吸收參數，降低損耗5%~10%。

• 實驗室驗證：
  • 使用高精度電流探頭（如Keysight N2820A）對比校準檢測系統。
  • 施加階躍負載或短路測試，驗證保護響應時間（如＜500ns）。
• 行業標準：
  • 符合IEC 61000-4-30（電能質量測量）與AEC-Q100（汽車電子可靠性）。

1. 集成化檢測芯片：如TI的IMC100系列，集成電流采樣、ADC與保護邏輯。
2. AI驅動的預測維護：通過機器學習分析歷史電流數據，預判器件老化風險。