电源应用中的电流检测电阻器?

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电源设计人员必须将过流和短路条件的影响降至最低。一种常见且成本相对较低的解决方案是将电流检测电阻器与合适的测量电路相结合,以检测过流事件。

精密测量电路测量与负载串联的电阻两端的电压(以毫伏为单位)。流经检测电阻的电流是根据电阻两端的压降计算的。

在这篇文章中,我们将重点介绍电源应用中的检测电阻器。其中包括电源、电机和大功率开关。

电源应用中的电流检测电阻器?

EAK四线电流检测电阻

选择电流检测电阻

在选择电流检测电阻器时,必须考虑:

额定功率。

电阻容差。

电阻温度系数(TCR)。

电阻器封装尺寸。

检测放大器电路的局限性。

额定功率 – 电阻的选择通常是一种折衷方案。为了尽量减少电路和系统噪声对测量电压的影响,电阻值应相对较高。对于给定的电流,电压降会很大,噪声的影响会降低。

但是,如果电阻值较大,功率损耗也会增加,导致电阻自发热。这反过来又会导致电阻器偏离其标称值。

检测电阻值通常为 <1 欧姆,以最大限度地降低功率损耗和发热。这意味着电阻器必须具有持续的高载流能力。它还必须能够承受大电流脉冲。

电阻容差 – 电压测量精度与电阻容差直接相关。电流检测电阻器的容差往往为1%或更低。

TCR – 输入端子的平均电压给出电阻两端的压降。为了最大限度地减少由于温度检测电阻漂移引起的误差,电阻器的TCR值往往低于100 ppm/°C。

检测电阻器的低电阻值(见上文)给设计和制造带来了挑战。电阻越低,所需的电阻材料金属含量越高。这反过来又对 TCR 产生了不利影响。

封装尺寸 – 在大多数应用中,设计人员应选择尽可能小的电阻封装。此要求必须与应用程序的需求相平衡。这些因素包括环境温度、潜在的机械损坏以及电阻器自发热的影响。易于制造和长期可靠性也是关键考虑因素。

EAK四线电流检测电阻

检测电路限制 – 电流检测电阻的电阻必须很低,但这会导致严重的测量误差。在低电阻值下,重要的是要考虑焊点和系统板走线的电阻和温度依赖性。这些器件加在一起,可以具有比检测电阻器件更高的电阻。

系统板走线的TCR可以高于检测电阻的TCR。这给检测电阻器器件的测量带来了一些温度依赖性。

开尔文电阻器可以解决这个问题。它是一个 4 端子设备,其中两个端子用于电流测量流(传感元件)和两个独立的端子用于主电流。然而,开尔文电阻器相对昂贵。如果不需要极高的精度,则 2 端电流检测电阻器是更经济的选择。

各种标准功率电阻器可用于电流检测应用。当标准电阻器器件不符合规格时,定制电阻器制造商可以提供解决方案。

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