低阻值电阻器选型与电流检测设计

一般来说,电阻器的制造商会为工程师提供他们最受欢迎的产品作为设计参考标准。情况下,通常特别是在这些电流感应元器件类,一个标准的元器件可用于最常见的应用。然而,对于应用参数要求,目前尚未有行业的标准,德利特电子特别具备有竞争力的低价格,并提供设计和开发的服务。 在这种情况下,下列常识是设计一个有效的电流感测电阻必需具备:

第一点:额定功率

计算功耗操作条件
公式: Pavg = IRMS2 × R;    功率 (P), 电流 (I), 均方根 (RMS), 电阻值 (R)
允许瞬间或故障条件和高温度环境(如果适用),选择所需的额定功率。
对于许多电流检测的产品,最高温度只有在焊点限制的额定功率。
额定功率只是一个电路版布局设计的函数,因此对元件选择(参考第四点)。

第二点:电阻值

确定合适的最低电阻值。这是最低峰值检测电压值,符合可接受的信噪比,除以峰值电流进行测量。

第三点:温度系数 (TCR)

建立的精确性需要一个对温度敏感性的容许公差值。这容许公差值是常表述为电阻温度系数(TCR),定义为温度上升 1°C 的百万分之一变化量。 低阻电阻的 TCR 值普遍较高,这是因为电阻金属引脚(引线)或金属接口,导致较高的温度系数,而占构成总电阻值的大部分。

为了达到可接受的精确度,通常有必要提出四引脚开尔文式(Kelvin)连接的电阻器。电流检测和电压检测跟踪直接连接到元器组件上。 即使如此,仍有一些部分电阻和焊垫串联的实际容许公差值和焊接部分的 TRC 值。对需要非常高精确性或非常低电阻值,四端子电阻类型是最佳选择。

第四点:PCB 布局

在实现电流检测电阻性能来说,制订印刷电路板时就必须严谨。电流检测应尽可能广泛,并使用多层通孔在元组件附近相连。这同时也提高了散热关节。

最好的方法,是使四端子连接至一个双端口通孔的电阻器,并利用印刷电路板反面连接电流和电压。如果做不到这一点,电流和电压检测应该连接到的两侧的元件组成部分。

为了避免寄生的磁场干扰,将检测电阻安装在回路区,电压和电流检测的电路输入端应尽量减少。并保持检测电路尽可能接近的检测电阻和电压检测运行轨道接近对方。

第五点:高频应用

凡瞬间或交流电流涉及高频率要检测时,电阻的自感必须减至最低。线绕或皮膜螺旋切槽型电阻应该避免使用。低阻值贴片或金属板电阻是最好的选择。

第六点:高散热性

当金属分流器(Shunt),应用于高散热,低检测电压时,可考虑给予热电电压(thermoelectric voltages)。 接线电阻之间的金属元素和金属端口充当热电偶,产生的电压与两端的温差成正比的。

带引脚的金属型检测电阻就像是两个热背靠背的电偶。这意味着,如果通过两个端口的温度差相等,则电压差被互相取消了。 这是通过热对称设计,即通过这两个端口类似的散热片和保持其他远处的热源。