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标题: 【申精】贴片采样电阻的那点事 [打印本页]

作者: msh1456    时间: 2012-1-11 14:56     标题: 【申精】贴片采样电阻的那点事

一.介绍
对于电流检测的原理,目前主要有两种的检测:基于磁场的检测方法和基于分流器的检测方法。基于磁场的检测方法(以电流互感器和霍尔传感器为代表)具有良好的隔离和较低的功率损耗等优点,因此主要在驱动技术和大电流领域被电子工程师们选用,但它的缺点是体积较大,补偿特性、线性以及温度特性不理想. 由于小体积的高精度低阻值电阻器的实用化,以及数据采集和处理器性能的大幅度提升,已经导致传统的基于分流器的电流检测方法的技术革新,并使新的应用成为可能。

采样电阻又电流检测电阻,也有人翻译为电流传感电阻器,英语翻译为current sensing resistor,采样电阻阻值一般小于1欧姆,我见过的最小阻值是0.1毫欧,常用用的有0.025欧,0.028欧,0.05欧等。原理:将采样电阻串入电路中,根据欧姆定律,当被测电流流过电阻时,电阻两端的电压与电流成正比,转换为电压型号进行测量。

二、应用场合:

1.电源管理(如电源监控)。
2.开关电源SMPS(DC-DC, 充电管理,电源适配器)。
如Linear的4100系列锂电池充电电路,采用采样电阻控制充电电流。

三、选型:

常见生产厂家:Vishay, IRC,Ohmite, Bourns, 国产的主要有国巨等。相对来说电子元件技术网的选型工具还能比较好用,列出了常见的供应商。这里分享下笔者用得较多的工具:http://www.cntronics.com/public/tool/show/cid/23。采样电阻都是精密电阻,精度都在1%以内,更好要求时采用0.05%,甚至0.01%,功率有0.25W,0.5W,1W等。

   1. 阻值:和普通电阻一样,标准阻值为非连续。表示方法:
   1毫欧电阻可表示为: R001 = 0.001R
   25毫欧电阻可表示为: R025 = 0.025R
   100毫欧电阻可表示为: R100 = 0.1R

   2.封装:常见的封装有1206/2010/2512。
  
   3. 温度系数:
  
   是锰镍铜合金电阻的典型温度特性曲线,温度系数TCR单位为ppm/K,在20或25℃ 时,TCR=[R(T)-R(T0)]/R(T0) ×(T-T0),对于温度系数的定义,制造商标明温度的上限是必要的,举例说明在+20 -+60℃的温度范围内,测量系统经常选用TCR为几百个ppm/K 的低阻值的厚膜电阻器,比如TCR 为200 ppm/K的电阻器的温度特性,即使在如此小的范围内,+50℃的温度变化就足以导致阻值变化超过1%。

   4.热电动势
   当温度轻微升高或者降低时,在不同材料的接触面上会产生热电势,这种效应对低阻值电阻的影响非常重要,尽管通常情况下热电势数值非常小,但微伏级的热电势能够严重地影响测量结果。

   5. 长期稳定性
   对于任何传感器来说,长期稳定性都非常重要.甚至在使用了一些年后,人们都希望还能维持早期的精度.这就意味着电阻材料在寿命周期内一定要抗腐蚀,并且合金成分不能改变。

   6. 端子连接
   在低阻值电阻中,端子的阻值和温度系数的影响往往是不能忽略的。在PCB layout也要注意采样电阻的走线不能太长,太细。我在使用linear LTC4100做充电管理时,第一版PCB由于忽略了这一点,走线有点长,导致充电电流无法达到我的设定值,后来查了很久才发现是这个问题。最后还是在我爱方案网上找到对应的解决办法,网络时代就是好,只要用心去钻研,总能从互联网找到我们需要的资料!

   7.低电感
   在当今的很多应用中需要测量和控制高频电流,分流器的寄生电感参数也得到了大幅改善.表面贴装电阻器的特殊的低电感平面设计和合金材料的抗磁特性,金属底板,以及四引线连接都有效降低了电阻器的寄生电感. 然而,电路板上的取样端子和电阻组成了一个环状结构,为了避免其间因电流产生的磁场和外围磁场而形成的感应电压,需要特别强调要使取样的信号线形成的区域越小越好,最理想的是微带线设计。话说就先写到这里了,这里留个自己的博客地址:http://www.cntronics.com/club/space.php?uid=121804,望斑竹标(鼠标)下留情,欢迎同行交流,写这文章费了我不少内功,!如果觉得这文章还不错,亲,给个好评吧,亲!
作者: pcbclub    时间: 2012-1-11 15:25

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