在一個(gè)連續(xù)工作電流接近 100A 的工業(yè)電源項(xiàng)目中，我們一開始并沒有把太多注意力放在電流測量本身。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，PFC 加 DC/DC，電流閉環(huán)控制，控制芯片和算法都是已經(jīng)在多個(gè)項(xiàng)目中用過的方案。按理說，這樣的系統(tǒng)不太可能出現(xiàn)難以解釋的不穩(wěn)定問題。
但在調(diào)試階段，系統(tǒng)表現(xiàn)出一種很“別扭”的狀態(tài)。從示波器上看，輸出電壓穩(wěn)定，紋波也在預(yù)期范圍內(nèi)，相位裕度檢查下來也沒有明顯問題，負(fù)載變化速度不算激進(jìn)，整體看起來一切都“說得過去”?？墒窃趯?shí)際運(yùn)行中，系統(tǒng)卻在一些并不極端的場景下出現(xiàn)了偶發(fā)保護(hù)和啟動(dòng)失敗，比如冷啟動(dòng)時(shí)偶爾拉不起來，中等負(fù)載下快速變化時(shí)控制反應(yīng)偏慢，甚至在連續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間后重新上電，啟動(dòng)成功率會(huì)明顯下降。
最開始的排查路徑幾乎是條件反射式的，所有人都會(huì)先盯著補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)看。帶寬是不是設(shè)得太高了，相位裕度是不是在某些工況下不夠，零極點(diǎn)分布是否需要重新調(diào)整。這些調(diào)整并不是完全沒用，確實(shí)能在某些條件下改善表現(xiàn)，但問題始終無法被“一次性解決”。同一套參數(shù)，在不同溫度、不同負(fù)載水平下，系統(tǒng)表現(xiàn)并不一致，這往往意味著問題不在控制策略本身，而在控制器獲取到的反饋信息上。
后來把注意力轉(zhuǎn)移到電流測量鏈路，才逐漸意識到，在 80–100A 這個(gè)區(qū)間，電流已經(jīng)不再是一個(gè)“被動(dòng)被測”的量。連續(xù)大電流運(yùn)行帶來的溫升、母線上的寄生參數(shù)、負(fù)載快速變化時(shí)的 di/dt，都會(huì)讓測量鏈路本身開始參與系統(tǒng)行為。原有方案在這些條件疊加后，逐漸暴露出幾個(gè)被忽視的問題：局部發(fā)熱導(dǎo)致零點(diǎn)隨溫度緩慢漂移，快速電流變化時(shí)信號被濾波“拖慢”，控制器看到的并不是一個(gè)穩(wěn)定、連續(xù)的電流值，而是一個(gè)在閾值附近來回跳動(dòng)的區(qū)間。
當(dāng)電流反饋?zhàn)兊貌淮_定，控制系統(tǒng)就會(huì)本能地變得保守。為了避免誤觸發(fā)保護(hù)，只能把閾值拉高；為了避免啟動(dòng)失敗，只能放慢啟動(dòng)節(jié)奏；系統(tǒng)表面上看起來更“穩(wěn)”，但性能和一致性卻在被一點(diǎn)點(diǎn)犧牲。這類問題在實(shí)驗(yàn)室里往往不明顯，但在接近設(shè)計(jì)邊界、長時(shí)間運(yùn)行的場景下，就會(huì)被不斷放大。
在重新評估電流測量方案時(shí)，討論的重點(diǎn)已經(jīng)不再是單純的精度指標(biāo)，而是更貼近工程現(xiàn)實(shí)的問題：測量方式是否會(huì)引入額外損耗，是否會(huì)在大電流下成為新的發(fā)熱點(diǎn)，輸出信號能不能直接、可靠地送進(jìn) ADC，安裝和布局是否會(huì)破壞原有母線結(jié)構(gòu)。在這個(gè)項(xiàng)目里，最終采用的是一款 ±100A 級、板級隔離、模擬電壓輸出的電流傳感模塊，當(dāng)時(shí)用到的是 WCS09A-100A 這一規(guī)格的方案。它并不是因?yàn)槟硞€(gè)參數(shù)“特別亮眼”被選中，而是因?yàn)樵谶@個(gè)系統(tǒng)條件下，它盡量做到了一件事：不干擾系統(tǒng)本身。
方案切換完成后，系統(tǒng)并沒有出現(xiàn)立竿見影的“性能飛躍”，但一些之前反復(fù)出現(xiàn)的小問題逐漸消失了。啟動(dòng)過程變得更一致，保護(hù)閾值可以設(shè)得更接近真實(shí)邊界，長時(shí)間運(yùn)行后，系統(tǒng)參數(shù)也不再慢慢漂移?；仡^再看之前那些看似復(fù)雜的控制問題，才意識到很多并不是算法不夠好，而是系統(tǒng)并沒有真正“知道”自己在拉多大的電流。
最近一兩年，在電源、UPS、電機(jī)驅(qū)動(dòng)等應(yīng)用中，類似的討論越來越多。隨著系統(tǒng)功率密度提高、工作電流不斷逼近上限，電流測量方式本身正在從一個(gè)“配套環(huán)節(jié)”變成影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的邊界條件。在國產(chǎn)化、交期和供應(yīng)穩(wěn)定性變得更重要的背景下，越來越多工程師開始重新審視國產(chǎn)電流傳感器在真實(shí)工業(yè)場景中的成熟度，而不是只停留在參數(shù)表的橫向?qū)Ρ壬稀?/p>