开关电源之“电流检测”

（1）开关电源定义：

开关电源（Switching Power Supply，简称 SPS）是一种通过高频开关器件（如 MOSFET、IGBT）的导通 / 关断控制（频率通常为几十 kHz~MHz），将输入电能（交流 AC 或直流 DC）转换为目标直流电压 / 电流的电源设备，核心特点是 “高频开关 + 能量存储 / 转换”，是目前电子设备中应用最广泛的电源类型（小到手机充电器，大到工业变频器、服务器电源）。

举例：如手机充电器将 220V 交流电转为 5V/9V 直流，服务器电源将 380V 交流电转为 12V/5V 直流。

只要是需要稳定输出、安全运行的开关电源（从手机充电器到工业大功率电源），都离不开电流检测，只是不同功率、场景会选择不同检测方案（如小功率用采样电阻，大功率用霍尔传感器）

酷冷至尊的一款型号为460的电源铭牌

（二）开关模式电源有三种常用电流检测方法

其中，使用检测电阻，使用MOSFETRDS(ON)，以及使用电感的直流电阻(DCR)。每种方法都有优点和缺点，选择检测方法时应予以考虑。

1）检测电阻电流

作为电流检测元件的检测电阻，产生的检测误差最低（通常在1%和5%之间），温度系数也非常低，约为100ppm/°C(0.01%)。在性能方面，它提供精度最高的电源，有助于实现极为精确的电源限流功能，并且在多个电源并联时，还有利于实现精密均流。

2）基于功率MOSFET的电流检测

利用MOSFETRDS(ON)进行电流检测，可以实现简单且经济高效的电流检测。LTC3878是一款采用这种方法的器件。它使用恒定导通时间谷值模式电流检测架构。顶部开关导通固定的时间，此后底部开关导通，其RDS压降用于检测电流谷值或电流下限。

每种方法都为开关模式电源提供额外的保护。取决于设计要求，精度、效率、热应力、保护和瞬态性能方面的权衡都可能影响选择过程。电源设计人员需要审慎选择电流检测方法和功率电感，并正确设计电流检测网络。

3）电感DCR电流检测

电感直流电阻电流检测采用电感绕组的寄生电阻来测量电流，从而无需检测电阻。这样可降低元件成本，提高电源效率。与MOSFETRDS(ON)相比，铜线绕组的电感DCR的器件间偏差通常较小，不过仍然会随温度而变化。

其他电流检测方法

还有其他电流检测方法可供使用。例如，电流检测互感器常常与隔离电源一起使用，以跨越隔离栅对电流信号信息提供保护。这种方法通常比上述三种技术更昂贵。此外，近年来集成栅极驱动器(DrMOS)和电流检测的新型功率MOSFET也已出现，但到目前为止，还没有足够的数据来推断DrMOS在检测信号的精度和质量方面表现如何。

审核编辑 黄宇