電流檢測(cè)電阻的放置位置

電流檢測(cè)電阻與開關(guān)穩(wěn)壓器架構(gòu)的放置決定了要檢測(cè)的電流。檢測(cè)的電流包括峰值電感電流、谷值電感電流（連續(xù)導(dǎo)通模式下電感電流的最小值）和平均輸出電流。檢測(cè)電阻的位置會(huì)影響功率損耗、噪聲計(jì)算和檢測(cè)電阻監(jiān)控電路看到的共模電壓。

降壓穩(wěn)壓器高邊放置

對(duì)于降壓穩(wěn)壓器，電流檢測(cè)電阻可以放置在多個(gè)位置。當(dāng)放置在頂部MOSFET的高端時(shí)（如圖1所示），當(dāng)頂部MOSFET導(dǎo)通時(shí)，它可以檢測(cè)峰值電感電流，因此可用于峰值電流模式控制電源。但是，當(dāng)頂部 MOSFET 關(guān)閉而底部 MOSFET 導(dǎo)通時(shí)，它不會(huì)測(cè)量電感電流。

圖1.具有高壓側(cè)R的降壓轉(zhuǎn)換器意義

在這種配置中，電流檢測(cè)可能會(huì)產(chǎn)生噪聲，因?yàn)轫敳縈OSFET的導(dǎo)通邊沿具有很強(qiáng)的開關(guān)電壓振鈴。為了將這種影響降至最低，需要較長(zhǎng)的電流比較器消隱時(shí)間（比較器忽略輸入的時(shí)間）。這限制了最小開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間，并可能限制最小占空比（占空比= V外, 5在）和最大轉(zhuǎn)換器降壓比。注意，在高壓側(cè)配置中，電流信號(hào)可以位于非常大的共模電壓（V在).

降壓穩(wěn)壓器低側(cè)放置

在圖2中，檢測(cè)電阻放置在底部MOSFET下方。在此配置中，它檢測(cè)谷值模式電流。為了進(jìn)一步降低功率損耗并節(jié)省元件成本，底部FET RDS（ON）可用于檢測(cè)電流，無(wú)需使用外部電流檢測(cè)電阻器 R意義.

圖2.具有低側(cè)R的降壓轉(zhuǎn)換器意義

這種配置通常用于谷值模式控制的電源。它也可能對(duì)噪聲敏感，但在這種情況下，它是在占空比很大的時(shí)候。谷值模式控制的降壓轉(zhuǎn)換器可實(shí)現(xiàn)高降壓比;但是，由于其固定/受控開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間，其最大占空比受到限制。

降壓穩(wěn)壓器與電感器串聯(lián)

在圖3中，電流檢測(cè)電阻R意義與電感串聯(lián)放置，因此可以檢測(cè)連續(xù)電感電流，可用于平均電流監(jiān)控，以及峰值或谷值電流監(jiān)控。因此，這種配置允許峰值、谷值或平均電流模式控制。

圖3.R意義與電感器串聯(lián)

這種檢測(cè)方法可提供最佳的信噪比性能。外部 R意義通?？梢蕴峁┓浅＞_的電流檢測(cè)信號(hào)，用于精確的限流和共享。然而，R意義還會(huì)導(dǎo)致額外的功率損耗和組件成本。為了降低功率損耗和成本，可以使用電感繞組直流電阻（DCR）來(lái)檢測(cè)電流，而無(wú)需外部R。意義.

升壓和反相穩(wěn)壓器高邊放置

對(duì)于升壓（Boost）穩(wěn)壓器，檢測(cè)電阻可以與提供高端檢測(cè)的電感串聯(lián)放置（圖 4）。

圖4.具有高端R的升壓轉(zhuǎn)換器意義

由于升壓具有連續(xù)輸入電流，因此會(huì)產(chǎn)生三角波形并連續(xù)監(jiān)控電流。

升壓和反相穩(wěn)壓器低側(cè)放置

檢測(cè)電阻也可以放置在底部MOSFET的低端，如圖5所示。在這里，峰值開關(guān)電流（也是峰值電感電流）被監(jiān)控，從而每半周期產(chǎn)生一個(gè)電流波形。由于MOSFET開關(guān)，電流信號(hào)具有很強(qiáng)的開關(guān)噪聲。

圖5.具有低側(cè)R的升壓轉(zhuǎn)換器意義

降壓-升壓低側(cè) SENSE 電阻安撫或與電感串聯(lián)

圖4所示為6開關(guān)降壓-升壓轉(zhuǎn)換器，檢測(cè)電阻位于低端。當(dāng)輸入電壓遠(yuǎn)高于輸出電壓時(shí)，轉(zhuǎn)換器工作在降壓模式，當(dāng)輸入電壓遠(yuǎn)低于輸出電壓時(shí)，轉(zhuǎn)換器工作在升壓模式。在本電路中，檢測(cè)電阻位于4開關(guān)H橋配置的底部。器件的模式（降壓模式或升壓模式）決定了正在監(jiān)控的電流。

圖6.帶 R 的降壓-升壓意義在低端

在降壓模式下（開關(guān) D 始終導(dǎo)通，開關(guān) C 始終關(guān)閉），檢測(cè)電阻器監(jiān)視底部開關(guān) B 電流，電源用作谷值電流模式降壓轉(zhuǎn)換器。

在升壓模式下（開關(guān) A 始終導(dǎo)通，開關(guān) B 始終關(guān)閉），檢測(cè)電阻與底部 MOSFET （C） 串聯(lián)，并隨著電感電流的上升測(cè)量峰值電流。在這種模式下，由于不監(jiān)測(cè)谷值電感電流，因此當(dāng)電源處于輕負(fù)載狀態(tài)時(shí)，很難檢測(cè)到負(fù)電感電流。負(fù)電感電流意味著能量只是從輸出端傳輸回輸入端，但由于與傳輸相關(guān)的損耗，效率受到影響。因此，對(duì)于輕負(fù)載效率很重要的電池供電系統(tǒng)等應(yīng)用，這種電流檢測(cè)方法是不可取的。

圖7所示電路通過(guò)將檢測(cè)電阻與電感串聯(lián)來(lái)解決此問題，以便在降壓和升壓模式下連續(xù)測(cè)量電感電流信號(hào)。由于電流檢測(cè)R意義連接到具有高開關(guān)噪聲的SW1節(jié)點(diǎn)，需要仔細(xì)設(shè)計(jì)控制器IC，以便為內(nèi)部電流比較器留出足夠的消隱時(shí)間。

圖7.LT8390 帶 R 的降壓-升壓器意義與電感器串聯(lián)

還可以在輸入端增加一個(gè)額外的檢測(cè)電阻器，用于輸入電流限制，或在輸出端（如下所示）增加一個(gè)檢測(cè)電阻器，用于電池充電或驅(qū)動(dòng)LED等恒定輸出電流應(yīng)用。在這種情況下，由于需要平均輸入或輸出電流信號(hào)，因此可以在電流檢測(cè)路徑上增加一個(gè)強(qiáng)大的R/C濾波器，以降低電流檢測(cè)噪聲。

在上述大多數(shù)示例中，電流檢測(cè)元件被假定為檢測(cè)電阻。但是，這不一定是，而且通常不是這樣。其他檢測(cè)技術(shù)包括使用MOSFET兩端的壓降或電感器的直流電阻（DCR）。

審核編輯：郭婷