取樣電阻(一)

2.四引線結構

當電流檢測電阻值已小到幾毫歐時,其引線的電阻造成的誤差則不能忽略,為此開發出四引線結構,如圖4所示.接近電阻根部的兩引線為測量VRS端,另兩根引線為電流的通路.在電阻根部測量RS上的電壓(消除了引線電阻的測量誤差)是精密測量方法,也稱為凱爾文(Kelvin)測量法.

圖4 四引線結構

3.RS的允差要求小

為保證電流測量的精度,RS的允差要求小.一般精密電阻的允差可達±0.01%,但電流檢測電阻值很小時(如RS=2mΩ),其允差達不到±1%,目前其允差可做到±0.5%.一般允差為±0.5%~±5%.

圖5 70℃時降功耗使用

4.溫度系數(TCR)要求小

在測量大電流時,RS的功耗可達1W以上,自身會發熱,若Rs自身溫度系數大,則電阻值發生變化而引起測量誤差.另外,環境溫度TA也會影響Rs的阻值變化,所以要求RS的溫度系數小.目前典型的電流檢測電阻的TCR為 ±1~±15×10-6/℃(在TA=0~60℃時,RS1Ω).除要求其TCR小外,還要求有長期穩定性.

5.額定功率大

為滿足大電流的測量,其額定功率一般為1~3W,某些功率電流檢測電阻在加散熱片的條件下可達10W(允許測更大的電流).

表2 LR的外廓尺寸及焊盤尺寸-允差

6.允許環境溫度(TA)寬

電流檢測電阻的工作溫度范圍寬,一般為-55~+125℃.有一些可達150℃.但大部分RS在25℃后要降功耗使用,個別的RS可在70℃后才降功耗使用.例如,某電流檢測電阻在25℃時的額定功耗為1W,在100℃的工作溫度時,其允許的功耗已降到50%即0.5W;若在150℃工作溫度條件下,則允許功耗降到20%即0.2W.這一點在實際使用時十分重要.

表3 幾種典型的電流檢測電阻

7.熱電動勢要小

典型值為0.05 μV/℃.

典型的電流檢測電阻

電流檢測電阻的生產廠家很多,同一生產廠家也會生產出幾種或幾十種不同的電流檢測電阻(如不同的電流測量范圍、不同的精度、不同的封裝等).這里介紹KAT公司的高精電流檢測電阻LR系列和CS系列及一些同類產品.

1.主要特點

LR系列高精度電流檢測電阻的主要特點:

①溫度系數最大值為±15×10-6/℃;

②額定功率為1~4W;

③阻值允差±0.5%-5%;

④阻值范圍0.25 mΩ~420mΩ;

⑤最大檢測電流可達80A

;⑥貼片式元件(SMD);

⑦四端精密凱爾文結構,提高測量精度;

⑧有無鉛產品;

⑨工作溫度范圍-55~+155℃.