电流检测电阻

只看该作者 · 2020-7-25 17:43

电流检测电阻是随电流测量、电流控制的要求开发出来的一种特殊电阻。电流的测量范围很广，从几毫安到几十安；测量的精度要求不同，电流检测电阻也有不同的规格以满足不同的需要。本文主要介绍高精度电流检测电阻，其主要要求及特点如下。

　　1、RS的阻值小于10Ω

　　为减少在RS上的电压降及减小在RS上的功率损耗，RS的阻值要求小。一般在大电流测量时（几安到几十安）要采用毫欧级的RS。例如，检测电流为12A，若RS=0.1Ω（100mΩ），则在RS上的压降VRS=1.2V，其功耗为14.4W。如果电源电压为12V，则在负载上的工作电压已降到10.8V；并且在检测电阻RS上的损耗也太大。若采用5mΩ的RS，则RS上的压降减小到0.075V，其功耗减少为0.72W。测量电流小时（如几十毫安到几百毫安），RS值可取零点几欧姆到几欧姆。所以电流检测电阻RS的阻值是小于10Ω的。目前已开发出超小阻值的系列，有1mΩ、0.5mΩ、及0.3mΩ系列的电流检测电阻。

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　　内部电流检测电路产生振荡

　　2、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，如图4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。

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　　四引线结构

　　3、RS的允差要求小

　　为保证电流测量的精度，RS的允差要求小。一般精密电阻的允差可达±0.01%，但电流检测电阻值很小时（如RS=2mΩ），其允差达不到±0.01%，目前其允差可做到±0.1%。一般允差为±0.1%～±1%，RS的阻值≥5mΩ时，可达到±0.05%。

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　　70℃时降功耗使用

　　4、温度系数（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。

　　5、额定功率大

　　为满足大电流的测量，其额定功率一般为1～3W，某些功率电流检测电阻在加散热片的条件下可达10W（允许测更大的电流）。

　　6、允许环境温度（TA）宽

　　电流检测电阻的工作温度范围宽，一般为-55～+125℃。有一些可达150℃。但大部分RS在25℃后要降功耗使用，个别的RS可在70℃后才降功耗使用。例如，某电流检测电阻在25℃时的额定功耗为1W，在100℃的工作温度时，其允许的功耗已降到50%即0.5W；若在150℃工作温度条件下，则允许功耗降到20%即0.2W。这一点在实际使用时十分重要。

　　7、热电动势要小

　　典型值为0.05μV/℃，典型的电流检测电阻。电流检测电阻的生产厂家很多，同一生产厂家也会生产出几种或几十种不同的电流检测电阻（如不同的电流测量范围、不同的精度、不同的封装等）。