電流檢測(cè)電阻的位置連同開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器架構(gòu)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)算以及檢測(cè)電阻監(jiān)控電路看到的共模電壓,。
放置在降壓調(diào)節(jié)器高端
對(duì)于降壓調(diào)節(jié)器,，電流檢測(cè)電阻有多個(gè)位置可以放置,。當(dāng)放置在頂部MOSFET的高端時(shí)（如圖1所示）,，它會(huì)在頂部MOSFET導(dǎo)通時(shí)檢測(cè)峰值電感電流,，從而可用于峰值電流模式控制電源。但是,，當(dāng)頂部MOSFET關(guān)斷且底部MOSFET導(dǎo)通時(shí),，它不測(cè)量電感電流。
圖1.帶高端RSENSE的降壓轉(zhuǎn)換器
在這種配置中,，電流檢測(cè)可能有很高的噪聲,，原因是頂部MOSFET的導(dǎo)通邊沿具有很強(qiáng)的開(kāi)關(guān)電壓振蕩。為使這種影響最小,，需要一個(gè)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）,。這會(huì)限制最小開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間，并且可能限制最小占空比（占空比 = VOUT/VIN）和最大轉(zhuǎn)換器降壓比,。注意在高端配置中,，電流信號(hào)可能位于非常大的共模電壓(VIN)之上。
放置在降壓調(diào)節(jié)器低端
圖2中,，檢測(cè)電阻位于底部MOSFET下方,。在這種配置中，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）可用來(lái)檢測(cè)電流，而不必使用外部電流檢測(cè)電阻RSENSE,。
圖2.帶低端RSENSE的降壓轉(zhuǎn)換器
這種配置通常用于谷值模式控制的電源,。它對(duì)噪聲可能也很敏感，但在這種情況下,，它在占空比較大時(shí)很敏感,。谷值模式控制的降壓轉(zhuǎn)換器支持高降壓比，但由于其開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間是固定/受控的,，故最大占空比有限,。
降壓調(diào)節(jié)器與電感串聯(lián)
圖3中,，電流檢測(cè)電阻RSENSE與電感串聯(lián)，因此可以檢測(cè)連續(xù)電感電流,，此電流可用于監(jiān)測(cè)平均電流以及峰值或谷值電流,。所以，此配置支持峰值,、谷值或平均電流模式控制,。
圖3.RSENSE與電感串聯(lián)
這種檢測(cè)方法可提供最佳的信噪比性能。外部RSENSE通?？商峁┓浅?zhǔn)確的電流檢測(cè)信號(hào),，以實(shí)現(xiàn)精確的限流和均流。但是,，RSENSE也會(huì)引起額外的功率損耗和元件成本,。為了減少功率損耗和成本，可以利用電感線(xiàn)圈直流電阻(DCR)檢測(cè)電流,，而不使用外部RSENSE,。
放置在升壓和反相調(diào)節(jié)器的高端
對(duì)于升壓調(diào)節(jié)器，檢測(cè)電阻可以與電感串聯(lián),，以提供高端檢測(cè)（圖4）,。
圖4.帶高端RSENSE的升壓轉(zhuǎn)換器
升壓轉(zhuǎn)換器具有連續(xù)輸入電流，因此會(huì)產(chǎn)生三角波形并持續(xù)監(jiān)測(cè)電流,。
放置在升壓和反相調(diào)節(jié)器的低端
檢測(cè)電阻也可以放在底部MOSFET的低端,，如圖5所示。此處監(jiān)測(cè)峰值開(kāi)關(guān)電流（也是峰值電感電流）,，每半個(gè)周期產(chǎn)生一個(gè)電流波形,。MOSFET開(kāi)關(guān)切換導(dǎo)致電流信號(hào)具有很強(qiáng)的開(kāi)關(guān)噪聲。
圖5.帶低端RSENSE的升壓轉(zhuǎn)換器
SENSE電阻放置在升降壓轉(zhuǎn)換器低端或與電感串聯(lián)
圖6顯示了一個(gè)4開(kāi)關(guān)升降壓轉(zhuǎn)換器,，其檢測(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。在此電路中,，檢測(cè)電阻位于4開(kāi)關(guān)H橋配置的底部,。器件的模式（降壓模式或升壓模式）決定了監(jiān)測(cè)的電流。
圖6.RSENSE位于低端的升降壓轉(zhuǎn)換器
在降壓模式下（開(kāi)關(guān)D一直導(dǎo)通,，開(kāi)關(guān)C一直關(guān)斷）,，檢測(cè)電阻監(jiān)測(cè)底部開(kāi)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(kāi)關(guān)A一直導(dǎo)通,，開(kāi)關(guān)B一直關(guān)斷）,，檢測(cè)電阻與底部MOSFET (C)串聯(lián)，并在電感電流上升時(shí)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)負(fù)電感電流。負(fù)電感電流意味著電能從輸出端傳回輸入端,，但由于這種傳輸會(huì)有損耗,，故效率會(huì)受損。對(duì)于電池供電系統(tǒng)等應(yīng)用,，輕負(fù)載效率很重要,，這種電流檢測(cè)方法不合需要。
圖7電路解決了這個(gè)問(wèn)題,，其將檢測(cè)電阻與電感串聯(lián),，從而在降壓和升壓模式下均能連續(xù)測(cè)量電感電流信號(hào)。由于電流檢測(cè)RSENSE連接到具有高開(kāi)關(guān)噪聲的SW1節(jié)點(diǎn),，因此需要精心設(shè)計(jì)控制器IC,，使內(nèi)部電流比較器有足夠長(zhǎng)的消隱時(shí)間。
圖7.LT8390升降壓轉(zhuǎn)換器,，RSENSE與電感串聯(lián)
輸入端也可以添加額外的檢測(cè)電阻,，以實(shí)現(xiàn)輸入限流；或者添加在輸出端（如下圖所示）,，用于電池充電或驅(qū)動(dòng)LED等恒定輸出電流應(yīng)用,。這種情況下需要平均輸入或輸出電流信號(hào)，因此可在電流檢測(cè)路徑中增加一個(gè)強(qiáng)RC濾波器,，以減少電流檢測(cè)噪聲,。
上述大多數(shù)例子假定電流檢測(cè)元件為檢測(cè)電阻。但這不是強(qiáng)制要求,，而且實(shí)際上往往并非如此,。其他檢測(cè)技術(shù)包括使用MOSFET上的壓降或電感的直流電阻(DCR)。這些電流檢測(cè)方法在第三部分“電流檢測(cè)方法”中介紹,。
軟件
LTspice
LTspice?軟件是一款強(qiáng)大,、快速、免費(fèi)的仿真工具,、原理圖采集和波形查看器,，具有增強(qiáng)功能和模型，可改善開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的仿真,。
LTpowerCAD
LTpowerCAD設(shè)計(jì)工具是一款完整的電源設(shè)計(jì)工具程序,，可顯著簡(jiǎn)化電源設(shè)計(jì)任務(wù),。它引導(dǎo)用戶(hù)尋找解決方案，選擇功率級(jí)元件,，提供詳細(xì)效率信息,，顯示快速環(huán)路波特圖穩(wěn)定性和負(fù)載瞬態(tài)分析，并可將最終設(shè)計(jì)導(dǎo)出至LTspice進(jìn)行仿真,。
作者簡(jiǎn)介
Henry Zhang是ADI公司電源產(chǎn)品應(yīng)用工程總監(jiān),。他于2001年加入凌力爾特（現(xiàn)為ADI公司一部分），擔(dān)任電源應(yīng)用工程師,，開(kāi)始其職業(yè)生涯,。他于2004年成為應(yīng)用部門(mén)主管，并于2008年成為應(yīng)用工程經(jīng)理,。他的團(tuán)隊(duì)支持廣泛的產(chǎn)品和應(yīng)用,，從小尺寸集成功率模塊到大型kW級(jí)高功率、高電壓轉(zhuǎn)換器,。除了支持電源應(yīng)用和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)以外,，他的團(tuán)隊(duì)還開(kāi)發(fā)了LTpowerCAD電源設(shè)計(jì)工具程序。Henry對(duì)電源管理解決方案和模擬電路有著廣泛的興趣,。他發(fā)表了20多篇技術(shù)文章,，發(fā)布了許多研討會(huì)和視頻，并有10多項(xiàng)電源專(zhuān)利已獲授權(quán)或在申請(qǐng)中,。
Henry畢業(yè)于弗吉尼亞理工學(xué)院和弗吉尼亞州布萊克斯堡州立大學(xué),，獲得電氣工程碩士和博士學(xué)位。
Kevin Scott是ADI公司電源產(chǎn)品部門(mén)的產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理,，負(fù)責(zé)管理升壓,、升降壓和隔離轉(zhuǎn)換器、LED驅(qū)動(dòng)器和線(xiàn)性穩(wěn)壓器,。他曾擔(dān)任高級(jí)戰(zhàn)略營(yíng)銷(xiāo)工程師,，負(fù)責(zé)制定技術(shù)培訓(xùn)內(nèi)容，培訓(xùn)銷(xiāo)售工程師,，并撰寫(xiě)了大量關(guān)于公司眾多產(chǎn)品技術(shù)優(yōu)勢(shì)的網(wǎng)站文章,。他在半導(dǎo)體行業(yè)已有 26 年從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，歷任應(yīng)用,、業(yè)務(wù)管理和營(yíng)銷(xiāo)職務(wù),。 Kevin于1987年畢業(yè)于美國(guó)斯坦福大學(xué)，獲得電氣工程學(xué)士學(xué)位,。