電流模式控制由於其高可靠性、迴路補償設計簡單、負載分配功能簡單可靠的特點,而被廣泛用於切換開關模式電源。電流感測訊號是電流模式切換開關模式電源設計的重要組成部分,它用於調節輸出並提供過流保護。圖1顯示了 LTC3855 同步切換開關模式降壓電源的電流感測電路。LTC3855是一款具有周期對周期限流功能的電流模式控制元件。感測電阻RS監測電流。

圖1.切換開關模式電源電流感測電阻(RS)
圖2顯示了兩種情況下電感電流的示波器圖像:第一種情況使用電感電流能夠驅動的負載(紅線),而在第二種情況下,輸出為短路(紫線)。

圖2.LTC3855限流與折返示例,在1.5 V/15 A供電軌上測量。
最初,峰值電感電流由選定的電感值、電源切換開關導通時間、電路的輸入和輸出電壓以及負載電流設置(圖中用"1"表示)。當電路短路時,電感電流迅速上升,直至達到限流點,即RS × IINDUCTOR (IL)等於最大電流感測電壓,以保護元件和下游電路(圖中用"2"表示)。然後,內建的電流折返限制(圖中數位"3")進一步降低了電感電流,以將熱應力降至較低。
電流感測還有其他的作用。在多相電源設計中,利用它能實現精確均流。對於輕負載電源設計,它可以防止電流反向流動,從而提高效率(反向電流指反向流過電感的電流,即從輸出到輸入的電流,這在某些應用中可能不合需求,甚至具破壞性)。另外,當多相應用的負載較小時,電流感測可用來減少所需的相數,從而提高電路效率。對於需要電流源的負載,電流感測可將電源轉換為定電流源,以用於LED驅動、電池充電和驅動鐳射等應用。
在本系列的第二部分"何處放置電流感測電阻"中,我們將說明在電路的哪一個分支中放置電流感測電阻,以及其如何影響操作。
軟體
LTspice
LTspice® 軟體是一款強大、快速、免費的模擬工具、原理圖採集和波形檢視器,其具有增強功能和模型,可改善切換開關穩壓器的模擬。
LTpowerCAD
LTpowerCAD™ 設計工具是一款完整的電源設計工具程式,可顯著簡化電源設計任務。它引導用戶尋找解決方案,選擇功率級元件,提供詳細效率資訊,顯示快速環路波特圖穩定性和負載瞬變分析,並可將最終設計匯出至LTspice進行模擬。