开关模式电源电流检测：检测电阻如何放置
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 值）和平均输出电流 。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1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1.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 ，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 开关导通时间，并且可能限制 占空比（占空比 = VOUT/VIN）和 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2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FET RDS（ON）可用来检测电流，而不必使用外部电流检测电阻RSENSE 。
图2.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 占空比有限 。
降压调节器与电感串联
图3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3.RSENSE与电感串联
这种检测方法可提供 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 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，可以利用电感线圈直流电阻(DCR)检测电流，而不使用外部RSENSE 。
放置在升压和反相调节器的高端
对于升压调节器，检测电阻可以与电感串联，以提供高端检测（图4） 。
图4.带高端RSENSE的升压转换器
升压转换器具有连续输入电流，因此会产生三角波形并持续监测电流 。
放置在升压和反相调节器的低端
检测电阻也可以放在底部MOSFET的低端，如图5所示 。此处监测峰值开关电流（也是峰值电感电流），每半个周期产生一个电流波形 。MOSFET开关切换导致电流信号具有很强的开关噪声 。
图5.带低端RSENSE的升压转换器
SENSE电阻放置在升降压转换器低端或与电感串联
图6显示了一个4开关升降压转换器，其检测电阻位于低端 。当输入电压远高于输出电压时，转换器工作在降压模式；当输入电压远低于输出电压时，转换器工作在升压模式 。在此电路中，检测电阻位于4开关H桥配置的底部 。器件的模式（降压模式或升压模式）决定了监测的电流 。
图6.RSENSE位于低端的升降压转换器
在降压模式下（开关D一直导通，开关C一直关断），检测电阻监测底部开关B电流，电源用作谷值电流模式降压转换器 。
在升压模式下（开关A一直导通，开关B一直关断），检测电阻与底部MOSFET (C)串联，并在电感电流上升时测量峰值电流 。在这种模式下，由于不监测谷值电感电流，因此当电源处于轻负载状态时，很难检测负电感电流 。负电感电流意味着电能从输出端传回输入端，但由于这种传输会有损耗，故效率会受损 。对于电池供电系统等应用，轻负载效率很重要，这种电流检测方法不合需要 。
图7电路解决了这个问题，其将检测电阻与电感串联，从而在降压和升压模式下均能连续测量电感电流信号 。由于电流检测RSENSE连接到具有高开关噪声的SW1节点，因此需要精心设计控制器IC，使内部电流比较器有足够长的消隐时间 。
输入端也可以添加额外的检测电阻，以实现输入限流；或者添加在输出端（如下图所示），用于电池充电或驱动LED等恒定输出电流应用 。这种情况下需要平均输入或输出电流信号，因此可在电流检测路径中增加一个强RC滤波器，以减少电流检测噪声 。
上述大多数例子假定电流检测元件为检测电阻 。但这不是强制要求，而且实际上往往并非如此 。其他检测技术包括使用MOSFET上的压降或电感的直流电阻(DCR) 。这些电流检测方法在第三部分“电流检测方法”中介绍 。
【开关模式电源电流检测：检测电阻如何放置】
推荐阅读
- 什么是开关模式电源电流检测
- 电源方案选择：LDO与DC/DC
- 空气开关和漏电保护器的区别有哪些？它们都有什么作用？
- 空气开关跳闸的原因介绍
- 开关插座种类有哪些 开关插座选购注意事项
- 基于开关模式电源实现智能管理系统的设计
- 应用电路板的多轨电源设计分析
- 新型倍流整流电路拓扑在通信电源中的应用研究
- 跟着老鸟学习如何抑制开关电源的五种纹波噪声？
- 食堂装修有几种固定装修模式？