开关电源的电流检测之精密电阻检流

01、 简介

开关电源常见的三种电流检测方法是：使用精密电阻检流，使用功率电感的直流电阻（DCR）检流，以及使用高边或低边MOSFET Rds(on)检流。但是，根据检流电阻放置的位置不同，所检测的电流类型也不同，总结如下表所示：

此文，将介绍精密电阻检流方法...

02、精密电阻检流的原理

上图所示，在降压电路的电流检测方法中，在功率电感和负载之间串联精密电阻进行检流的方法，是比较简单的。通过计算检流电阻RSENSE两端的电压，再除以该电阻的阻值，即可得出负载电流的大小。但是，很明显这种方法将会在检流电阻RSENSE上产生功率损耗。为了得到更高的检流精度，在满载时，检流电阻上的压降应该在100mV左右。针对输出是3.3V，最大负载电流1A的电源，满载时的输出功率是3.3W，此时的损耗是100mV*1A=0.1W，占输出功率的0.1W/3.3W=3.03%。不难看出，检流电阻压降在输出电压上的占比越高的情况下，这种检流方法的功率损耗也越大，这便是这种检流方法最大的缺点。而且，这种检流的结果可能有很高的噪声，原因是顶部 MOSFET 的导通边沿具有很强的开关电压振荡。所以这种检测方式一般很少使用。取而代之的是，可以利用电感元件的直流电阻（DCR）检测电流，而不使用额外的RSENSE电阻。

03、检流电阻该放置在哪里 /

开关电源功率电感上的电流有电感峰值电流（连续导通模式下电感电流的最大值）、电感谷值电流（连续导通模式下电感电流的最小值）和电感平均电流，这三种电流参数类型都可以是被检测的对象，而检流电阻的位置和开关电源的架构决定了要检测的电流参数类型。同时，检流电阻的位置又会影响功率损耗、噪声计算以及检测电阻监控电路看到的共模电压。对于降压转换器电路，检流电阻有多个位置可以放置。所以，接下来我们将讨论下检流电阻放置在不同位置的差异。

(1)放置在高边开关的高端，检测电感峰值电流

带高端RSENSE的降压转换器简化电路上图所示，当检流电阻放置在高边MOSFET的高端时，它会在高边MOSFET导通时（即TON阶段）检测电感峰值电流，从而可用于峰值电流模式控制的电源。但是，当顶部MOSFET关断且底部MOSFET导通时（即TOFF阶段），它不测量电感电流。

(2)放置在低边开关的低端，检测电感谷值电流

带低端RSENSE的降压转换器简化电路上图所示，当检测电阻放置在低边MOSFET的低端时，它仅在低边MOSFET导通时（即TOFF阶段）检测电感谷值电流。这样，为了进一步降低功率损耗并降低电路成本，可以使用低边MOSFET RDS(ON)检流，而不必使用外部的检流电阻RSENSE。

(3)与功率电感串联放置，检测电感平均电流

RSENSE与电感串联的降压转换器简化电路上图所示，检流电阻RSENSE与电感是串联关系（简称“串联电阻检流”），可以检测电感上的峰值电流、谷值电流或平均电流，因而这种检流电阻放置方式，支持峰值电流、谷值电流或平均电流三种电流反馈控制模式。这种检测方法可提供最佳的信噪比性能。而且，外部RSENSE通常可提供非常准确的电流检测信号，可以实现精确的限流（检测误差最低，通常在1%和5%之间）。在多个电源并联时，还有利于实现精密均流。

03、小结 

此文，开关电源电路中精密电阻检流的基本原理、电阻放置位置不同决定了所检测电流的类型也不同...

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