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电流检测电阻的要求及特点

关键词:电流检测电阻 RS值 电压

时间:2020-06-30 10:40:29      来源:网络

电流检测电阻是随电流测量、电流控制的要求开发出来的一种特殊电阻。电流的测量范围很广,从几毫安到几十安;测量的精度要求不同,电流检测电阻也有不同的规格以满足不同的需要。本文主要介绍高精度电流检测电阻,其主要要求及特点如下。

  电流检测电阻是随电流测量、电流控制的要求开发出来的一种特殊电阻。电流的测量范围很广,从几毫安到几十安;测量的精度要求不同,电流检测电阻也有不同的规格以满足不同的需要。本文主要介绍高精度电流检测电阻,其主要要求及特点如下。

  1、RS的阻值小于10Ω

  为减少在RS上的电压降及减小在RS上的功率损耗,RS的阻值要求小。一般在大电流测量时(几安到几十安)要采用毫欧级的RS。例如,检测电流为12A,若RS=0.1Ω(100mΩ),则在RS上的压降VRS=1.2V,其功耗为14.4W。如果电源电压为12V,则在负载上的工作电压已降到10.8V;并且在检测电阻RS上的损耗也太大。若采用5mΩ的RS,则RS上的压降减小到0.075V,其功耗减少为0.72W。测量电流小时(如几十毫安到几百毫安),RS值可取零点几欧姆到几欧姆。所以电流检测电阻RS的阻值是小于10Ω的。目前已开发出超小阻值的系列,有1mΩ、0.5mΩ、及0.3mΩ系列的电流检测电阻。

  内部电流检测电路产生振荡

  2、四引线结构

  当电流检测电阻值已小到几毫欧时,其引线的电阻造成的误差则不能忽略,为此开发出四引线结构,如图4所示。接近电阻根部的两引线为测量VRS端,另两根引线为电流的通路。在电阻根部测量RS上的电压(消除了引线电阻的测量误差)是精密测量方法,也称为凯尔文(Kelvin)测量法。

  四引线结构

  3、RS的允差要求小

  为保证电流测量的精度,RS的允差要求小。一般精密电阻的允差可达±0.01%,但电流检测电阻值很小时(如RS=2mΩ),其允差达不到±0.01%,目前其允差可做到±0.1%。一般允差为±0.1%~±1%,RS的阻值≥5mΩ时,可达到±0.05%。

  70℃时降功耗使用

  4、温度系数(TCR)要求小

  在测量大电流时,RS的功耗可达1W以上,自身会发热,若Rs自身温度系数大,则电阻值发生变化而引起测量误差。另外,环境温度TA也会影响Rs的阻值变化,所以要求RS的温度系数小。目前典型的电流检测电阻的TCR为±1~±15×10-6/℃(在TA=0~60℃时,RS<1Ω)。除要求其TCR小外,还要求有长期稳定性。

  5、额定功率大

  为满足大电流的测量,其额定功率一般为1~3W,某些功率电流检测电阻在加散热片的条件下可达10W(允许测更大的电流)。

  6、允许环境温度(TA)宽

  电流检测电阻的工作温度范围宽,一般为-55~+125℃。有一些可达150℃。但大部分RS在25℃后要降功耗使用,个别的RS可在70℃后才降功耗使用。例如,某电流检测电阻在25℃时的额定功耗为1W,在100℃的工作温度时,其允许的功耗已降到50%即0.5W;若在150℃工作温度条件下,则允许功耗降到20%即0.2W。这一点在实际使用时十分重要。

  7、热电动势要小

  典型值为0.05μV/℃,典型的电流检测电阻。电流检测电阻的生产厂家很多,同一生产厂家也会生产出几种或几十种不同的电流检测电阻(如不同的电流测量范围、不同的精度、不同的封装等)。

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