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超低阻表面贴装电流分流器

来源:analog 发布时间:2023-11-17

摘要: 采用极低电阻表面贴装电流感测电阻。

超低电阻表面贴装电流检测电阻器似乎是理想的封装。物理设计,一个金属带,似乎是理想的,提供尽可能低的电感。这些电阻器通常需要某种电阻电容滤波器来限制开关噪声尖峰。问题是,分流的时间常数是封装电感除以电路电阻。因此,分流电阻越低,衰减时间越长。

超低电阻表面贴装电流检测电阻器似乎是理想的封装。物理设计,一个金属带,似乎是理想的,提供尽可能低的电感。这些电阻器通常需要某种电阻电容滤波器来限制开关噪声尖峰。问题是,分流的时间常数是封装电感除以电路电阻。因此,分流电阻越低,衰减时间越长。

大多数超低阻表面贴装元件的模型就像一根电线。理想的电路模型是电阻器。许多工程师采用四端开尔文传感方法来减少地平面上的误差。这对感测电阻本身的错误没有任何作用。一个1瓦,0.005欧姆表面贴装电阻可以有多达5nH的封装电感。当在电流测量应用中依赖于电阻元件时,电路将具有一个有限的频率,该频率可以定义为感应电抗等于分流电阻的点,或


在哪里


在图1所示的情况下,可用频率上限为160kHz!RL网络的时间常数为L/R或1uS。对于同一封装中较低的电阻值,问题只会变得更糟。

图1所示。

这个问题可以纠正与RC电路如图2所示。对于电流感应用程序,我们希望I(jw) × Rs = V2。图2中的电路可以通过使R1, C1网络中的极抵消分流电阻中的零来产生此结果。

图2所示。



然后把V1代入第二个方程


既然我们渴望


我们可以将上面的表达式修改为


通过化简我们发现


通过消去两个r,我们得到了我们想要的结果。从这里开始


在哪里




并选择


通过简化我们发现



化简为


所以


该模型假设分流器由电流源(高阻抗)驱动,如电感。必须注意的是,图2中的网络不提供高频滤波,因为响应是平坦的。为了高频滚降,必须增加第二极。驱动低阻抗的分流器,例如一个MOSFET源,在V1处引入一个极。这个极点出现在



如果需要,这个极点可以通过在R2中插入一个零来抵消。如果需要更高的精度,您可以尝试使用R1和R2的电位器,并对C1进行最佳猜测。

图3所示。

测量这些超低电阻元件可能会使最昂贵的电感桥和网络分析仪的容量达到极限。使用高频扫描和最大刺激水平可以帮助将这些测量结果从噪声层中提取出来。但是电路布局,比如接地平面,会改变测量结果。

总之,理想的电流检测电阻器似乎还不存在。随着电源输出电流的不断上升,这些分流电阻可能很快就会进入亚百万欧姆的水平。随着操作频率的增加,小心这些二阶和三阶效应是一个好建议。



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