【选型】如何为伺服电机相电流检测选择一款合适采样电阻？

时间： 2018-11-28 来源：世强

为实现工业数字化伺服低成本、高精度采样，一般采用低成本四端采样电阻+隔离放大器+放大电路实现高精度电流采样，典型应用电路参考如下图1所示。

图1：四端采样电阻+隔离放大器+差分放大模式电流采样电路

那么，为什么必须选择四端采样电阻呢？

主要是因为四端采样电阻具有出色的温飘小、精度高的特点，针对本文中伺服电机相电流检测应用的四端采样电阻选型，通常需要考虑以下几点因素：

1、为同时兼顾低成本高性能设计，推荐选择高性价比最高的0.3mΩ阻值的采样电阻；

2、考虑到伺服电机相电流一般在100A左右，故选择至少承受100A交流和直流电流采样电阻；

3、高的采样精度，选择1%精度即可；

4、选用主流的3920或3921封装，兼容性更强，比这个封装小的基本上无法实现100A左右电流检测；

5、低温飘特性，至少满足200ppm/℃；

针对如上设计考量，本文推荐一款TT Electronics推出的高精度金属合金电阻LRMAP3920B-R0003FT做精密电流采样，采用最新的大块金属技术和电子束焊接铜终端制造而成，通过如下布线方式实现四端采样能力，参考如下图2所示。

图2：金属合金采样电阻LRMAP3920B-R0003FT实物图和布线图

LRMAP3920B-R0003FT金属合金采样电阻为3920封装，长x宽尺寸为10mm x 5mm，具体尺寸图参考如下图3所示。

图3：金属合金采样电阻LRMAP3920B-R0003FT实物图和尺寸图

TT Electronics 金属合金采样电阻LRMAP3920B-R0003FT 精度1%，典型阻值为0.3mΩ，内部热阻R_thi典型值为4℃/W，温度系数TCR典型值为±150ppm/℃，具有高达13J的高能量浪涌能力，同时具有高功率电流检测能力。

u 标准额定功率高达5W，提供高达129A的交流和直流电流的高精度电流检测；（根据P=I²*R计算，推出I=√（P/R），得到I≈129A）

u 导热基板下的额定功率高达10W，提供高达182A的交流和直流电流的高精度电流检测。（根据P=I²*R计算，推出I=√（P/R），得到I≈182A）

同时， LRMAP3920B-R0003FT典型热电动势<2μV/℃，感量<3nH，工作温度范围-55℃ ~ +170℃，典型电性参数参考如下图4所示。

图4：金属合金采样电阻LRMAP3920B-R0003FT典型电性参数

下面，再提供下LRMAP3920B-R0003FT温度降额曲线，参考如下图5所示。

图5：金属合金采样电阻LRMAP3920B-R0003FT温度降额曲线

通过如上图示易知：

LRMAP3920B-R0003FT额定功率5W，满足1%精度时，在120℃条件下才需要做降额处理；而导热基板下的额定功率高达10W时，满足1%精度，需要在70℃条件下才需要做降额处理，这两条降额曲线，明显说明LRMAP3920B-R0003FT具有非常出色的高精度电流检测能力，受温度影响小。

最后，总结下LRMAP3920B-R0003FT金属合金采样电阻的器件优势：

1、高功率特性

² 标准额定功率高达5W，提供高达129A的交流和直流电流的高精度电流检测；

² 导热基板下的额定功率高达10W，提供高达182A的交流和直流电流的高精度电流检测。

2、高稳定性

² 额定功率5W，满足1%精度时，在120℃条件下才需要做降额处理；

² 而导热基板下的额定功率高达10W时，满足1%精度，需要在70℃条件下才需要做降额处理

3、兼容主流封装

Pin-pin兼容VISHAY的WSL3921L3000FEA（3W 、0.3mΩ、1%精度），成本降低20%；

4、世强常备库存，供货交期均有保障；

5、通过车规级AEC-Q200认证，产品可靠性更高。

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