【经验】针对电流检测电路，精密采样电阻的应用

时间： 2018-04-09 来源：世强

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在一些工业汽车电机控制上或者一些电子测量仪器，经常需要测量电路中的直流电流，因此设计人员开发出各种各样的电流检测电路。电阻采样就是一种，将测试的电流转化成相应的电压。另外，在一些电子产品中要限制输出电流，以防止有故障时（负载发生局部短路或输出短路、电源输出电压升高等）产生过流而造成更大损失。检测到有过流发生时，可以控制关断电源或者负载开关，或以限制的电流输出。

图1 电流检测电路

图1是一种电流检测电路。RS 是电流检测电阻，RL 是负载（通常为直流电机、电磁阀或加热器等）。当电流流过电流检测电阻时产生一个电压降 VRS，此电压输入电流检测 IC，经放大器放大后输出与电流 I 成比例的电压 V。为减小在 RS 上的电压降 VR，检测电阻一般取很小阻值（几毫欧到几百毫欧）。

图2 过流保护的负载开关结构图

图2 是一种带过流保护的负载开关结构框图，图 2 中，RL 是负载，RS 是电流检测电阻。流过 RS 的电压降 VRS 与电流 I 成比例，此电压 VRS 输入负载开关 VI 端。若内部电流检测电路检测出有过流状态，输出过流信号（电平信号）给通、断控制电路，关断负载开关。一旦开关断开，RS 上电压 VRS=0，开关又接通，产生振荡。

从图 1 及图 2 可看出：无论电流测量或电流限制控制电路都需要外接电流检测电阻 RS。RS的选择是否正确及 RS 的质量好坏，对电流测量精度有很大的影响。除了阻值功耗能常规参数外，有几点需要设计时重点考虑。

1、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，如下图所示。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。

2、温漂（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。

ISA电阻主要参数：

参数	VMX	CMx	BVx	BAS
阻值范围	5mΩ~1Ω	10mΩ~500mΩ	0.2mΩ~10mΩ	0.035mΩ~1mΩ
功率	3W	2.5W	15w	30W
温漂（TCR）	小于20PPM	小于75PPM	小于50PPM	小于50PPM

电流检测电阻的应用领域极广。主要应用与工业、消费类、汽车、通信、医疗、仪器及军用航空和航天。世强已代理ISA的精密电阻全部产品线。ISA目前是世界先进的精密微阻值电阻制造厂商，阻值从100uΩ到100Ω，可以测试1mA到1500A的电流，主要产品的温漂都在50ppm以下，更有20ppm以下等级的产品，能极大的减少因测试中温漂引起的差异。

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全部评论（5）

大方 Lv7. 资深专家 2019-04-20

学习了
Jerrfy Lv9. 科学家 2019-03-23

原理写的挺不错的，谢谢共享
海绵宝宝 Lv7. 资深专家 2019-03-02

分析很仔细
阿宝 Lv7. 资深专家 2018-12-04

学习学习
我爱豆豆 Lv7 2018-04-24

学习

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