開關電源的電流檢測之精密電阻檢流

01、 簡介

開關電源常見的三種電流檢測方法是：使用精密電阻檢流，使用功率電感的直流電阻（DCR）檢流，以及使用高邊或低邊MOSFET Rds(on)檢流。但是，根據(jù)檢流電阻放置的位置不同，所檢測的電流類型也不同，總結如下表所示：

此文，將介紹精密電阻檢流方法...

02、精密電阻檢流的原理

上圖所示，在降壓電路的電流檢測方法中，在功率電感和負載之間串聯(lián)精密電阻進行檢流的方法，是比較簡單的。通過計算檢流電阻RSENSE兩端的電壓，再除以該電阻的阻值，即可得出負載電流的大小。但是，很明顯這種方法將會在檢流電阻RSENSE上產(chǎn)生功率損耗。為了得到更高的檢流精度，在滿載時，檢流電阻上的壓降應該在100mV左右。針對輸出是3.3V，最大負載電流1A的電源，滿載時的輸出功率是3.3W，此時的損耗是100mV*1A=0.1W，占輸出功率的0.1W/3.3W=3.03%。不難看出，檢流電阻壓降在輸出電壓上的占比越高的情況下，這種檢流方法的功率損耗也越大，這便是這種檢流方法最大的缺點。而且，這種檢流的結果可能有很高的噪聲，原因是頂部 MOSFET 的導通邊沿具有很強的開關電壓振蕩。所以這種檢測方式一般很少使用。取而代之的是，可以利用電感元件的直流電阻（DCR）檢測電流，而不使用額外的RSENSE電阻。

03、檢流電阻該放置在哪里?/

開關電源功率電感上的電流有電感峰值電流（連續(xù)導通模式下電感電流的最大值）、電感谷值電流（連續(xù)導通模式下電感電流的最小值）和電感平均電流，這三種電流參數(shù)類型都可以是被檢測的對象，而檢流電阻的位置和開關電源的架構決定了要檢測的電流參數(shù)類型。同時，檢流電阻的位置又會影響功率損耗、噪聲計算以及檢測電阻監(jiān)控電路看到的共模電壓。對于降壓轉換器電路，檢流電阻有多個位置可以放置。所以，接下來我們將討論下檢流電阻放置在不同位置的差異。

(1)放置在高邊開關的高端，檢測電感峰值電流

帶高端RSENSE的降壓轉換器簡化電路上圖所示，當檢流電阻放置在高邊MOSFET的高端時，它會在高邊MOSFET導通時（即TON階段）檢測電感峰值電流，從而可用于峰值電流模式控制的電源。但是，當頂部MOSFET關斷且底部MOSFET導通時（即TOFF階段），它不測量電感電流。

(2)放置在低邊開關的低端，檢測電感谷值電流

帶低端RSENSE的降壓轉換器簡化電路上圖所示，當檢測電阻放置在低邊MOSFET的低端時，它僅在低邊MOSFET導通時（即TOFF階段）檢測電感谷值電流。這樣，為了進一步降低功率損耗并降低電路成本，可以使用低邊MOSFET RDS(ON)檢流，而不必使用外部的檢流電阻RSENSE。

(3)與功率電感串聯(lián)放置，檢測電感平均電流

RSENSE與電感串聯(lián)的降壓轉換器簡化電路上圖所示，檢流電阻RSENSE與電感是串聯(lián)關系（簡稱“串聯(lián)電阻檢流”），可以檢測電感上的峰值電流、谷值電流或平均電流，因而這種檢流電阻放置方式，支持峰值電流、谷值電流或平均電流三種電流反饋控制模式。這種檢測方法可提供最佳的信噪比性能。而且，外部RSENSE通?？商峁┓浅蚀_的電流檢測信號，可以實現(xiàn)精確的限流（檢測誤差最低，通常在1%和5%之間）。在多個電源并聯(lián)時，還有利于實現(xiàn)精密均流。

03、小結?

此文，開關電源電路中精密電阻檢流的基本原理、電阻放置位置不同決定了所檢測電流的類型也不同...

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