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一．介紹
對于電流檢測的原理，目前主要有兩種的檢測：基于磁場的檢測方法和基于分流器的檢測方法。基于磁場的檢測方法(以電流互感器和霍爾傳感器為代表)具有良好的隔離和較低的功率損耗等優點,因此主要在驅動技術和大電流領域被電子工程師們選用,但它的缺點是體積較大,補償特性、線性以及溫度特性不理想. 由于小體積的高精度低阻值電阻器的實用化,以及數據采集和處理器性能的大幅度提升,已經導致傳統的基于分流器的電流檢測方法的技術革新,并使新的應用成為可能。
采樣電阻又電流檢測電阻，也有人翻譯為電流傳感電阻器，英語翻譯為current sensing resistor，采樣電阻阻值一般小于1歐姆，我見過的最小阻值是0.1毫歐，常用用的有0.025歐，0.028歐,0.05歐等。原理：將采樣電阻串入電路中，根據歐姆定律,當被測電流流過電阻時,電阻兩端的電壓與電流成正比，轉換為電壓型號進行測量。
二、應用場合：
1. 電源管理（如電源監控）。
2.開關電源SMPS（DC-DC, 充電管理，電源適配器）。
如Linear的4100系列鋰電池充電電路，采用采樣電阻控制充電電流。
三、選型：
常見生產廠家：Vishay， IRC，Ohmite， Bourns, 國產的主要有國巨等。相對來說電子元件技術網的選型工具還能比較好用，列出了常見的供應商。這里分享下筆者用得較多的工具：http://www.cntronics.com/public/tool/show/cid/23。采樣電阻都是精密電阻，精度都在1%以內，更好要求時采用0.05%，甚至0.01%，功率有0.25W，0.5W，1W等。
1. 阻值：和普通電阻一樣，標準阻值為非連續。表示方法：
1毫歐電阻可表示為: R001 = 0.001R
25毫歐電阻可表示為: R025 = 0.025R
100毫歐電阻可表示為: R100 = 0.1R
2.封裝：常見的封裝有1206/2010/2512。
3. 溫度系數：
是錳鎳銅合金電阻的典型溫度特性曲線,溫度系數TCR單位為ppm/K,在20或25℃ 時,TCR=[R(T)-R(T0)]/R(T0) ×(T-T0),對于溫度系數的定義,制造商標明溫度的上限是必要的,舉例說明在+20 -+60℃的溫度范圍內,測量系統經常選用TCR為幾百個ppm/K 的低阻值的厚膜電阻器,比如TCR 為200 ppm/K的電阻器的溫度特性,即使在如此小的范圍內,+50℃的溫度變化就足以導致阻值變化超過1%。
4.熱電動勢
當溫度輕微升高或者降低時,在不同材料的接觸面上會產生熱電勢,這種效應對低阻值電阻的影響非常重要,盡管通常情況下熱電勢數值非常小,但微伏級的熱電勢能夠嚴重地影響測量結果。
5. 長期穩定性
對于任何傳感器來說,長期穩定性都非常重要.甚至在使用了一些年后,人們都希望還能維持早期的精度.這就意味著電阻材料在壽命周期內一定要抗腐蝕,并且合金成分不能改變。
6. 端子連接
在低阻值電阻中,端子的阻值和溫度系數的影響往往是不能忽略的。在PCB layout也要注意采樣電阻的走線不能太長，太細。我在使用linear LTC4100做充電管理時，第一版PCB由于忽略了這一點，走線有點長，導致充電電流無法達到我的設定值，后來查了很久才發現是這個問題。最后還是在我愛方案網上找到對應的解決辦法，網絡時代就是好，只要用心去鉆研，總能從互聯網找到我們需要的資料！
7.低電感
在當今的很多應用中需要測量和控制高頻電流,分流器的寄生電感參數也得到了大幅改善.表面貼裝電阻器的特殊的低電感平面設計和合金材料的抗磁特性,金屬底板,以及四引線連接都有效降低了電阻器的寄生電感. 然而,電路板上的取樣端子和電阻組成了一個環狀結構,為了避免其間因電流產生的磁場和外圍磁場而形成的感應電壓,需要特別強調要使取樣的信號線形成的區域越小越好,最理想的是微帶線設計。 |
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發表于 2012-2-14 13:32:47
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