引言
電流測量可用于監測許多不同的參數,輸入功率就是其中之一。有許多采樣元件都可用來測量負載電
流,但沒有一種元件能夠覆蓋所有應用。每種采樣元件都有其優點和缺點。比如,分流電阻器的功耗會
導致系統效率下降,而且電流流過分流電阻器產生的壓降太大不適合低輸出壓的應用。DCR(電感直流
阻抗)電流檢測電路的優點是可以無損的遙測開關電源中的電流,但 DCR 采樣電路的采樣精度取決于外圍參數(R,C)與電感器的匹配精度。霍爾傳感器的優點是能夠無損的遠程測量較大的電流,缺點是易受環境噪聲的影響不容易設計。
總之,對于具體的應用,只有了解每種方法的優點和缺點,才可以充分利用電流檢測領域的最新技術來
改進測量精度。
下載:*附件:負載電流的測量方法分析.pdf
分流電阻器
只要在布局和選擇檢測電阻器時多加注意,即可使用分流電阻器來簡單直接地測量電流。檢測電阻器的
額定功率和溫度系數對設計高精度的電流測量系統非常關鍵。由歐姆定律可知,在系統設計中使用檢測
電阻器并非難事。其缺點是檢測電阻器會產生壓降,消耗功率,降低了應用的效率。
在選擇感測電阻器阻值時,必須要知道檢測電阻器上的最大壓降和最大電流測量值。
首先,檢測電阻器上的壓降要盡量小,以降低檢測元件的功耗,減少發熱,檢測電阻發熱越少,溫度變
化也越小,阻值隨溫度的變化也越小,其全范圍電流檢測的精度和穩定性也會越好。
由于大多數電流檢測應用中,最小和最大電流都是已知的,設計工程師需要選定分流電阻器的最大壓
降。比如,假設被測電流是雙向的,最大分流器壓降定為±80mV,最大測量電流為±100A。分流電阻器
的阻值可以使用公
公式 1,使用歐姆定律來計算分流電阻器阻值來計算。
公式 1,使用歐姆定律來計算分流電阻器阻值
對這個例子來說,分流電阻器阻值 Rsense的計算結果為 0.8mΩ。表 1 是其他滿量程電流情況下分流電阻器
阻值的列表。
檢測電阻器的最小額定功率用公公式 2,計算感測電阻器的最小額定功率來計算。
如果檢測電阻器的最小額定功率計算結果為 8W。一般經驗是選取公式 2 計算的額定功率的 2 倍。這樣一
來,即使流過分流電阻器的電流偶爾大于其最大電流,感測電阻器也不至于發生故障。實際上,所選擇
的檢測電阻器的額定功率與計算結果的比率越大,電阻器在大電流應用中的溫升就越小。
檢測電阻器的溫度系數(TC)會直接影響電流測量的精度。檢測電阻器的環境溫度變化及電阻器的功耗
引起的溫度變化都會導致檢測電阻器阻值的變化。不同電流下電阻器溫度變化與電阻器的額定功率成反
比。檢測電阻器溫度變化導致的阻值的變化,又會影響系統測量精度的變化。由于溫度升高而造成的電
阻器的阻值變化可用公公式 1,計算溫度變化時阻值的變化
來計算。
檢測元件阻值的變化與流過電阻器的電流成正比。檢測電阻器的封裝尺寸也可以影響了其溫升。選擇檢
測電阻器時還應當考慮感測元件封裝重要參數的熱阻 Θja。Θja是指電阻器與電阻器外部環境之間的熱阻。
表 2 列出了常見表貼封裝的熱阻。
由表 2 可以看出,封裝越小,熱阻越大。
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