原標(biāo)題：開關(guān)模式電源電流檢測——第三部分：電流檢測方法

開關(guān)模式電源常用的電流檢測方法主要有三種：使用檢測電阻、使用MOSFET RDS(ON)、以及使用電感的直流電阻(DCR)。以下是對(duì)這三種方法的詳細(xì)分析：

一、使用檢測電阻

1. 優(yōu)點(diǎn)

• 檢測誤差低：通常在1%和5%之間。

• 溫度系數(shù)低：約為100 ppm/°C（0.01%），性能穩(wěn)定。

• 精度高：有助于實(shí)現(xiàn)精確的電源限流功能和多個(gè)電源并聯(lián)時(shí)的精密均流。

2. 缺點(diǎn)

• 功耗高：由于增加了電流檢測電阻，會(huì)產(chǎn)生額外的功耗，導(dǎo)致解決方案整體效率有所下降。

• 成本高：專用電流檢測電阻可能增加解決方案成本，盡管單個(gè)檢測電阻的成本通常在0.05美元至0.20美元之間。

• 寄生電感（ESL）影響：檢測電阻的寄生電感可能導(dǎo)致開關(guān)柵極驅(qū)動(dòng)器振蕩，增加電流檢測信號(hào)的紋波，降低檢測精度。

3. 選擇建議

• 優(yōu)先使用金屬板電阻等低ESL的電阻器。

• 避免使用繞線檢測電阻等高ESL的電阻器。

• 薄型表面貼裝器件是首選，如板結(jié)構(gòu)SMD尺寸0805、1206、2010和2512，更好的選擇包括倒幾何SMD尺寸0612和1225。

二、使用MOSFET RDS(ON)

1. 優(yōu)點(diǎn)

• 實(shí)現(xiàn)簡單且經(jīng)濟(jì)高效的電流檢測。

2. 缺點(diǎn)

• 精度不高：RDS(ON)值可能在很大的范圍內(nèi)變化（大約33%或更多）。

• 溫度系數(shù)大：在100°C以上時(shí)甚至?xí)^80%。

• 寄生封裝電感影響：如果使用外部MOSFET，則必須考慮MOSFET寄生封裝電感。

• 不適合高電流和多相電路：需要良好的相位均流。

三、使用電感直流電阻(DCR)

1. 優(yōu)點(diǎn)

• 降低元件成本：無需檢測電阻。

• 提高電源效率：避免了檢測電阻的功耗。

• 在低輸出電壓應(yīng)用中受歡迎：因?yàn)闄z測電阻上的任何壓降都代表輸出電壓的一個(gè)相當(dāng)大部分。

2. 缺點(diǎn)

• 無法檢測電感飽和：因此建議使用軟飽和的電感，如粉芯電感。

• 可能會(huì)增加電感的磁芯損耗。

3. 注意事項(xiàng)

• 使用RC網(wǎng)絡(luò)與電感和寄生電阻的串聯(lián)組合并聯(lián)，通過選擇適當(dāng)?shù)脑≧1 × C1 = L/DCR），使電容C1兩端的電壓與電感電流成正比。

• 為了最大限度地減少測量誤差和噪聲，最好選擇較低的R1值。

四、其他考慮因素

1. 開爾文檢測：使用RSENSE和DCR兩種檢測方法時(shí)，由于檢測信號(hào)較小，故均需要開爾文檢測。必須讓開爾文檢測痕跡遠(yuǎn)離高噪聲覆銅區(qū)和其他信號(hào)痕跡，以將噪聲提取降至最低。

2. 溫度補(bǔ)償：某些器件（如LTC3855）具有溫度補(bǔ)償DCR檢測功能，可提高整個(gè)溫度范圍內(nèi)的精度。

3. 軟件工具：ADI公司的LTpowerCAD設(shè)計(jì)工具和LTspice電路仿真工具等計(jì)算機(jī)軟件程序?qū)喕O(shè)計(jì)工作并獲得最佳結(jié)果有很大幫助。

綜上所述，在選擇開關(guān)模式電源的電流檢測方法時(shí)，需要根據(jù)具體的應(yīng)用場景和要求進(jìn)行權(quán)衡。精度、效率、熱應(yīng)力、保護(hù)和瞬態(tài)性能等方面的需求都可能影響選擇過程。