分享幾種實現開關電源電流檢測的方法-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2023-07-12
開關電源電流檢測可以使用MOSFET的導通電阻或者電感的等效電阻來實現電流檢測，這3種方法各有優缺點。
電阻
圖 感應電阻用作電流檢測
優點：采用電阻實現電流檢測時，要注意電阻的容差（1%或更低）和溫度系數（100ppm/°C），因為高精度的電阻可以提高開關電源電流檢測的精度和穩定性，在多相電源時，還可以均衡各相電源的輸出。
缺點：電阻會引入功率損耗和物料成本，另外，電阻的寄生電感還會增加檢測電流的紋波，降低了電流檢測精度。
如下圖所示。
圖 電阻的寄生電感影響電流檢測精度
因此，為了減少電阻的寄生電感，應采用表貼式的薄膜金屬電感，例如0805,1206,2010,2512封裝的電阻。
MOSFET導通電阻
借助MOSFET的導通電阻作為感應電阻是一種比較簡單和低成本的方法，LTC3878的電路即是采用這種方法，如圖所示。
圖 BottomMOSFET的導通電阻用做電流檢測
當BottomMOSFET導通時，檢測其導通電阻壓降，進而檢測電感的谷值電流。
但是，這種方法具有以下缺點：
（1）MOSFET導通電阻的容差范圍比較大，多達33%；
（2）MOSFET導通電阻的溫度系數較差，在100℃時，阻值可增加80%；
（3）因為MOSFET是分立器件（相較于集成在控制器內部），所以，會引入寄生電感；
因此，這種方法并不適用于高輸出電流的場合，尤其是多相輸出的電源。
電感的等效電阻
借助電感的等效電阻作為感應電阻也是一種簡單和低成本的方法，同時也提高了開關電源效率。相對于MOSFET的導通電阻，電感的等效電阻的容差較小，但是溫度系數仍然較差。具體檢測方法，是將RC網絡并聯在電感兩端，并檢測電容兩端的壓差，如圖所示。
圖 電感的等效電阻用作電流檢測
根據時間常數公式：
R1*C1=L/DCR
電容兩端電壓正比于電感電流。
為了降低檢測誤差和噪聲，電阻R的阻值應較小。
由于該方法不直接測量電感電流，因此檢測不到電感電流飽和。所以，電感要有一個“軟飽和”，推薦使用鐵芯功率電感，這種電感通常比同類的鐵氧體電感具有更高的磁心損耗。與感應電阻方法相比，電感DCR傳感消除了傳感電阻的功率損耗，但可能會增加電感磁芯損耗。
無論是采用感應電阻還是電感等效電阻的方法，都要檢測溫度，即通過溫度補償的方法提高電流檢測精度。
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