在現代開關電源設計中，電流檢測是一項關鍵技術。它不僅用于實現電流模式控制、提高系統穩定性，還廣泛應用于限流保護、負載均流、輕載效率優化及恒流輸出等應用場景。本文將從工程師視角出發，深入解析常見的電流檢測技術，探討其優缺點，并提供實用的選型建議。

一、電流檢測的基本作用

電流檢測主要用于以下方面：

電流模式控制：提升環路響應速度，簡化補償設計；

過流保護（OCP）：防止功率器件和負載因過載損壞；

多相均流：確保各相功率分配均衡；

輕載管理：避免反向電流流動，提升效率；

恒流輸出：適用于LED驅動、電池充電等應用。

以LTC3855為例，其采用峰值電流檢測機制，通過外部電阻RS監測電感電流，實現逐周期限流與電流折返功能，從而有效保護系統安全。

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二、電流檢測電阻的布局策略

電流檢測電阻（RSENSE）的位置直接影響檢測信號的準確性與適用性。以下是常見布局方式及其特性對比：

1. 高端檢測（高端MOSFET側）

優點：可檢測峰值電流，適用于峰值電流模式控制；

缺點：共模電壓高，易受噪聲干擾；限制最小導通時間；

適用場景：高頻降壓轉換器、對瞬態響應要求高的系統。

2. 低端檢測（低端MOSFET側）

優點：結構簡單，成本低；

缺點：僅能檢測谷值電流；對占空比變化敏感；

適用場景：低成本、中等性能的DC/DC模塊。

3. 與電感串聯（電感后端）

優點：支持峰值、谷值或平均電流檢測；

缺點：功耗較高，需考慮寄生電感影響；

適用場景：高性能電流控制、升降壓拓撲。

4. 升壓與升降壓拓撲中的布局

在升壓電路中，RSENSE通常放置于電感前端，便于連續檢測輸入電流；而在升降壓拓撲中，若需同時兼顧升壓與降壓模式下的電流測量，推薦將RSENSE置于電感中點，以實現全范圍電流監控。

三、主流電流檢測方法比較

1. 使用檢測電阻（RSENSE）

精度高：誤差通常在1%以內，溫度系數低至100 ppm/°C；

功耗問題：引入額外損耗，影響整體效率；

布局要點：優先選用低ESL封裝（如倒幾何SMD），避免繞線式電阻；

典型應用：精密電源、并聯均流系統。

2. 利用MOSFET RDS(ON)

優點：無需外置元件，節省空間與成本；

缺點：精度差，溫度漂移大（可達80%以上）；

適用場景：低成本、非關鍵性限流保護。

3. 電感DCR檢測法

原理：利用電感繞組的直流電阻進行間接檢測；

優點：無額外功耗，適合低壓輸出系統；

缺點：無法檢測飽和，受溫度影響較大；

改進措施：采用RC網絡匹配L/DCR，使用軟飽和電感（如粉芯電感）；

典型應用：低電壓輸出電源、便攜設備供電模塊。

四、特殊應用與注意事項

1. 均流設計

在多相電源中，使用RSENSE是實現精確均流的最佳選擇。通過調節每相的檢測增益，可以實現±1%以內的電流平衡。

2. 恒流輸出控制

在LED驅動、電池充電等應用中，建議采用RSENSE結合ADC反饋的方式，實現高精度的恒流控制。

3. 噪聲抑制與布局技巧

對于小信號檢測（如DCR檢測），必須使用開爾文接法；

敏感走線應遠離高di/dt節點；

在檢測路徑中加入RC濾波器，可有效抑制高頻噪聲。

4. 溫度補償

某些控制器（如LTC3855）內置溫度補償功能，可顯著提升DCR檢測在寬溫范圍下的精度。

五、總結與選型建議

在實際工程設計中，應根據系統需求（如精度、效率、成本、可靠性）綜合評估各種方案。對于追求高性能與穩定性的工業級或汽車級電源系統，推薦優先采用RSENSE檢測方案；而對于消費類電子產品，則可根據具體需求選擇DCR或RDS(ON)方式。

此外，借助LTpowerCAD和LTspice等工具，可以快速完成電流檢測電路的建模與仿真，有助于縮短開發周期，提高設計成功率。