電流檢測電阻選型與設計

一般來說，電阻器的製造商會為工程師提供他們最受歡迎的產品作為設計參考標準。情況下，通常特別是在這些電流感應元器件類，一個標準的元器件可用於最常見的應用。然而，對於應用參數要求，目前尚未有行業的標準，德銘特電子特別具備有競爭力的低價格，並提供設計和開發的服務。 在這種情況下，下列常識是設計一個有效的電流感測電阻必需具備。

第一點：額定功率:

計算功耗操作條件
公式： P_avg = I_RMS² × R;    功率 (P), 電流 (I), 均方根 (RMS), 電阻值 (R)。
允許瞬間或故障條件和高溫度環境（如果適用），選擇所需的額定功率。
對於許多電流檢測的產品，最高溫度只有在焊點限制的額定功率。
額定功率只是一個電路版佈局設計的函數，因此對元件選擇（參考第四點）。

第二點：電阻值:

確定合適的最低電阻值。這是最低峰值檢測電壓值，符合可接受的信噪比，除以峰值電流進行測量。

第三點：溫度係數 (TCR):

建立的精確性需要一個對溫度敏感性的容許公差值。這容許公差值是常表述為電阻溫度係數（TCR），定義為溫度上升 1°C 的百萬分之一變化量。 低阻電阻的 TCR 值普遍較高，這是因為電阻金屬引腳（引線）或金屬接口，導致較高的溫度係數，而佔構成總電阻值的大部分。

為了達到可接受的精確度，通常有必要提出四引腳開爾文式（Kelvin）連接的電阻器。電流檢測和電壓檢測跟踪直接連接到元器組件上。 即使如此，仍有一些部分電阻和焊墊串聯的實際容許公差值和焊接部分的 TRC 值。對需要非常高精確性或非常低電阻值，四端子電阻類型是最佳選擇。

第四點：PCB 佈局:

在實現電流檢測電阻性能來說，制訂印刷電路板時就必須嚴謹。電流檢測應盡可能廣泛，並使用多層通孔在元組件附近相連。這同時也提高了散熱關節。

最好的方法，是使四端子連接至一個雙端口通孔的電阻器，並利用印刷電路板反面連接電流和電壓。如果做不到這一點，電流和電壓檢測應該連接到的兩側的元件組成部分。

為了避免寄生的磁場干擾，將檢測電阻安裝在回路區，電壓和電流檢測的電路輸入端應盡量減少。並保持檢測電路盡可能接近的檢測電阻和電壓檢測運行軌道接近對方。

第五點：高頻應用:

凡瞬間或交流電流涉及高頻率要檢測時，電阻的自感必須減至最低。線繞或皮膜螺旋切槽型電阻應該避免使用。低阻值貼片或金屬板電阻是最好的選擇。

第六點：高散熱性:

當金屬分流器(Shunt)，應用於高散熱，低檢測電壓時，可考慮給予熱電電壓(thermoelectric voltages)。 接線電阻之間的金屬元素和金屬端口充當熱電偶，產生的電壓與兩端的溫差成正比的。

帶引腳的金屬型檢測電阻就像是兩個熱背靠背的電偶。這意味著，如果通過兩個端口的溫度差相等，則電壓差被互相取消了。 這是通過熱對稱設計，即通過這兩個端口類似的散熱片和保持其他遠處的熱源。

電流感測常用的術語

什麼是電流感測電阻:

電流檢測的產品是最新，在當今業界發展最快的電阻產品。如同大多數無源產品，多數的新設計為表面貼裝。這些電阻用於監測電路的電流，並將電流量轉換為該電路的電壓值，使之可以很容易地被衡量和監測。

電流檢測電阻器 Current Detecting Resistors:

由於筆記本電腦的銷售增加，對直流-直流轉換器 (DC-DC converter) 的需求快速增長，這歸功於直流/直流轉換器高能量轉換效率，與其精確的限流能力。 然而，為了確保多輸出直流-直流轉換器的性能，為了保護昂貴的筆記本電腦超載，電流限制電壓必須被精確的監測，以防通常由於電容器造成的短路。

對於提高高能量轉換效率，各種利用電阻元件控制的 IC 已經被開發。 電流編程的直流負載電壓控制 IC 為了達到完美的關閉模式，需要一個非常穩定和準確的檢測電阻器做精確的電壓比較，須具有以下特點：

• 電流感應電阻器的低阻值應該低於 25mΩ 最大限度地減少功耗。
• 緊密的公差至少需為 ±1% 或更緊密的的公差，以便限制在可接受的電流供應的最大化電流。
• 低 TCR 是電流感應所必需的，整個環境溫度為 0°C 到 60°C。
• 較低的熱 EMF 可以精確比較限流電壓控制IC和檢測電壓之間的程序。

此外，自感應高應該應用於高頻。推薦類型是通用型的電流感應產品或阻燃型。

四引腳端口電流感應電阻是如何工作:

高精密電阻器用於電流感應通常是低阻值的電阻，適合 4 口端點連接。要使用 4 終端電阻，我們將電流從端口 1 引流到端口 2。 將未知阻值連接至端口 1 到端口 2，這並不影響整體的電流。不管阻抗大小，同樣數目的電子仍然每秒從端口 1 到端口 2 流過。

用電壓表量測超精密電阻所產生的壓降，通過測量未知電阻連接到端口 3 和端口 4 。 電壓表的輸入阻抗比未知電阻高很多，所以基本上未知電阻的影響為零（通常遠小於百萬分之 0.1）。

因此，電流流過 0.100 歐姆的電阻器，不會受到未知電阻的影響，且我們測量 0.100 歐姆電阻器兩端的電壓，不會受到未知電阻的影響。這就是四引腳端口電流感應電阻的工作原理！

倒裝芯片電阻 覆晶電阻 Flip Chip Resistor:

一個非完全封裝芯片電阻，引腳端點在貼片電阻的正反面，允許 “Flip”（面向下）焊接於 PCB，越來越多的芯片電阻採用此種封裝方式。

熱點溫度 Hot-Spot Temperature:

由於電阻內部加熱和工作環境溫度所形成的最高溫度。

超薄 Low Profile:

元器件設計“低於標準高度”，以節省空間，使易於安裝在印刷電路板。

最大工作電壓 Maximum Working Voltage:

可通過電阻的最高額定電壓。

PPM:

百萬分之。使用溫度係數時的術語描述。

網目印刷 Screen:

厚膜圖案油墨印刷的過程或粘貼到陶瓷基板上，應用於光蝕刻金屬絲網“絲網”或金屬網目轉印方法。

電流分流電阻 Current Shunt Resistors:

電流分流電阻是精密低阻電阻器用於測量交流或直流電流的電壓降。又稱為電流表分流，這是一個典型的電流傳感器。

SMT/SMD:

表面貼裝技術/表面貼裝設備。

零歐姆電阻 Zero Ohm Resistor:

產品看起來像電阻，但實際上沒有任何阻抗（非常非常低電阻），而性能與跳線相同。

電流檢測電阻器概述及相關說明

您的最佳選擇-德銘特電子電流檢測:

隨著新技術趨勢，世界變得越來越多樣，使用電流感測電阻器將繼續增加。需要更低的電阻值已經變得十分廣泛明顯，且對功率的要求也越來越大。全行業的趨勢是，電流感測的產品出現了越來越小型化。

德銘特電子提供多種電流感應產品，符合電子工業及軍用標準，如運用薄膜/厚膜技術的電流感測電阻，開放式錳銅金屬片的分流電阻，採樣電阻、取樣電阻、以及微歐姆電阻。 這使得德銘特電子可以供應多款的電路設計解決方案。

應用電流檢測電阻器:

德銘特電子的 TCS 和 CS 系列獨特的外形設計，提供汽車設計工程師許多優點。TCS 和 CS 兩款系列適合應用於車窗升降電機，燃油泵系統，安全帶預拉，脈寬調製器，和反饋系統。

更廣泛的電阻元件和更低的阻值，實現更高的電流通過該電阻。 德銘特電子的 LRC 超低阻值金屬貼片系列，提供了內在稍微彎曲能力，可以在極端典型的溫度循環中釋放應力。 LRC 系列適用於開關電源應用（DC - DC 變換器，充電器，適配器）和電源管理的監控。

露裸金屬設計的電阻元件，LRA 和 LRB 系列，讓更多的空氣流動，使多餘的熱量被傳輸到 PC 板。LRA 和 LRB 系列適合用於高功率 AC/DC 電源檢測電路。

德銘特電子軸向模壓 BWL 系列提供功率達 10 瓦，0.005Ω 低電阻，適合所有類型的電流檢測應用，包括開關和線性電源，儀器和功率放大器。

PDF 產品目錄及設計應用下載:

德銘特電子的標準電流感應電阻器，可替代，Vishay，IRC，Ohmite，KOA，國巨等產品，且具有快速交付和價格的競爭力。 聯繫我們與您的特定需求。

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