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开关电源电流检测方法，这样讲就明白了

基本知识谈

电流模式控制由于其高可靠性、环路补偿设计简单、负载分配功

能简单可靠的特点，被广泛用于开关模式电源。电流检测信号是电流

模式开关模式电源设计的重要组成部分，它用于调节输出并提供过流

保护。图1显示了ADILTC3855同步开关模式降压电源的电流检测电

路。LTC3855是一款具有逐周期限流功能的电流模式控制器件。检测

电阻RS监测电流。

图1.开关模式电源电流检测电阻(RS)

图2显示了两种情况下电感电流的示波器图像：第一种情况使用

电感电流能够驱动的负载（红线），而在第二种情况下，输出短路

（紫线）。

图2.LTC3855限流与折返示例，在1.5V/15A供电轨上测量

最初，峰值电感电流由选定的电感值、电源开关导通时间、电路

的输入和输出电压以及负载电流设置（图中用“1”表示）。当电路短

路时，电感电流迅速上升，直至达到限流点，即RS×IINDUCTOR(IL)

等于最大电流检测电压，以保护器件和下游电路（图中用“2”表示）。

然后，内置电流折返限制（图中数字“3”）进一步降低电感电流，以

将热应力降至最低。

电流检测还有其他作用。在多相电源设计中，利用它能实现精确

均流。对于轻负载电源设计，它可以防止电流反向流动，从而提高效

率（反向电流指反向流过电感的电流，即从输出到输入的电流，这在

某些应用中可能不合需要，甚至具破坏性）。另外，当多相应用的负

载较小时，电流检测可用来减少所需的相数，从而提高电路效率。对

于需要电流源的负载，电流检测可将电源转换为恒流源，以用于LED

驱动、电池充电和驱动激光等应用。

检测电阻放哪最合适？

电流检测电阻的位置连同开关稳压器架构决定了要检测的电流。

检测的电流包括峰值电感电流、谷值电感电流（连续导通模式下电感

电流的最小值）和平均输出流。检测电阻的位置会影响功率损耗、噪

声计算以及检测电阻监控电路看到的共模电压。

放置在降压调节器高端

对于降压调节器，电流检测电阻有多个位置可以放置。当放置在

顶部MOSFET的高端时（如图3所示），它会在顶部MOSFET导通

时检测峰值电感电流，从而可用于峰值电流模式控制电源。但是，当

顶部MOSFET关断且底部MOSFET导通时，它不测量电感电流。

图3.带高端RSENSE的降压转换器

在这种配置中，电流检测可能有很高的噪声，原因是顶部

MOSFET的导通边沿具有很强的开关电压振荡。为使这种影响最小，

需要一个较长的电流比较器消隐时间（比较器忽略输入的时间）。这

会限制最小开关导通时间，并且可能限制最小占空比（占空比=

VOUT/VIN）和最大转换器降压比。注意在高端配置中，电流信号可

能位于非常大的共模电压(VIN)之上。

放置在降压调节器低端

图4中，检测电阻位于底部MOSFET下方。在这种配置中，它检

测谷值模式电流。为了进一步降低功率损耗并节省元件成本，底部

FETRDS(ON)可用来检测电流，而不必使用外部电流检测电阻

RSENSE。

图4.带低端RSENSE的降压转换器

这种配置通常用于谷值模式控制的电源。它对噪声可能也很敏感，

但在这种情况下，它在占空比较大时很敏感。谷值模式控制的降压转

换器支持高降压比，但由于其开关导通时间是固定/受控的，故最大占

空比有限。

降压调节器与电感串联

图5中，电流检测电阻RSENSE与电感串联，因此可以检测连续

电感电流，此电流可用于监测平均电流以及峰值或谷值电流。所以，

此配置支持峰值、谷值或平均电流模式控制。

图5.RSENSE与电感串联

这种检测方法可提供最佳的信噪比性能。外部RSENSE通常可提

供非常准确的电流检测信号，以实现精确的限流和均流。但是，

RSENSE也会引起额外的功率损耗和元件成本。为了减少功率损耗和

成本，可以