【应用】低至0.2mΩ！低阻值金属合金电阻让高端电流检测更精确
在许多应用中，需要精确测量出输送到负载的电流值，如加热器、电机以及电路板等。但是，在电流测量过程中会涉及许多问题，例如，传感器选择隔离型还是非隔离型，采用高端检测还是低端检测，以及为传感器提供模拟前端（如隔离/非隔离、最大共模电压等）。虽然这些因素都很重要，但是，还有更重要的因素需要考虑。
如图1所示，考虑到性能、简单性以及成本等因素，使用分立检测电阻的高端电流检测是最常用的方法之一。将电阻置于电源与负载之间，测量电阻的阻值，通过欧姆定律I=V/R来确定电流。
图1 电流检测示意图
仔细分析之后，会发现图1的检测方法存在着许多问题，检测电阻的“正确”阻值是什么？ 此时，一个简单的工程问题揭示了权衡困境。当然，如果这个电阻的阻值足够大，可使其两端的电压达到几伏。通过提高信噪比来提高读数的准确性，最大限度地降低噪声的影响，并在范围的较低端保持有意义的分辨率。但是，这个电阻上的电压也有几个缺点，它会受到实际传送到负载的电压的影响， 并且它的存在会打乱任何闭环控制，因为实际负载和该电阻串联。此外，它通过基本的I2R计算耗散功率，浪费的电力不会进入负载，从而降低了系统效率，会影响数据的可靠性。
假设适度的10A最大电流和0.5Ω电阻(删除)，假设器件的最大承受电流为10A，器件电阻为0.5Ω，电阻两端的最大电压将为5V，这对于精确测量来说肯定是一个很精确的值。但是，当电源轨空间的损耗为5V、散热功率为50W时，测量结果将会误差很大。
针对这个问题，折衷的解决方案是——在大多数的高电流设计中使电阻保持较小，一般约为几毫欧或更小。例如，TT Electronics公司推出的 LRMA系列低阻值金属合金电阻，如图2所示，阻值范围为0.5mΩ~300mΩ。当然，这意味着电阻必须能够捕获到相当小的电压及其变化，需要良好的布局设计和信噪比。
图2 LRMA系列
因为电阻的功率额定值必须根据功耗来确定，而功耗与电流的平方成正比，所以功耗很容易过大达到许多瓦特。出于这个原因，毫欧姆电流检测电阻的额定功率一般从几分之一瓦到几十瓦甚至更多。例如，TT Electronics公司推出的LRMAP3920系列低阻值金属合金功率电阻，标准额定功率高达5W，热基板额定功率高达10W，阻值范围为0.2mΩ~3mΩ，如图3所示。
图3 LMRAP3920系列
即便如此，电阻也必须安装在有足够冷却可以迅速冷却的位置，并且可能需要位于散热效果良好的铜区域。LMRAP3920系列表面覆盖有焊接金属元素，工作温度仅受限于防止焊点接近熔点的需要，通常情况下，元件可承受170°C高温，因此，适合在汽车底罩下使用。
此外，对于应用在电流检测中的电阻，PCB布局对于获得准确结果也至关重要也是影响结果的重要因素。即使对于两个终端电阻，连接线也应该采用四线开尔文配置，必须避免在检测到的电流路径中包含铜迹，因为即使可以校准电阻误差，也会对电路引入不必要的温度敏感性。
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产品型号
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品类
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Size
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Value(mΩ、Ω)
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Tolerance(%)
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HR0603F-100MJI
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High Value Surface Mounted Resistors
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0603
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100MΩ
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±5%
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选型表 - TT Electronics 立即选型
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价格：￥16.0569
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品牌：TT Electronics
品类：Wirewound Power Radial Terminal Resistors
价格：￥17.9550
现货：7
服务
可定制共模扼流圈、DIP功率扼流圈、大电流扼流圈、环形扼流圈/线圈等产品，耐温范围-40℃~125℃，电感量最高1200mH。
最小起订量： 1 提交需求>
可定制分流器电阻范围20uΩ~100uΩ，可自由设计铜排形状尺寸，电镀：镀锡/镀镍。支持RoHS指令 、AEC-Q200。认证资格：IATF16949;ISO9001；检测精度：0.1%。
最小起订量： 100个 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
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