取樣電阻(一)

在一些電子測量?jì)x器、裝置或產(chǎn)品中,經(jīng)常有測量電路中直流電流的需要,因此研發(fā)人員開(kāi)發(fā)出各種各樣的電流檢測集成電路.它是一種I/V轉換器,將測量的電流轉換成相應的電壓,即V=kI,其中k為比例常數.另外,在一些電子產(chǎn)品中要限制輸出電流,以防止有故障時(shí)(負載發(fā)生局部短路或輸出端短路、電源輸出電壓升高等)產(chǎn)生過(guò)流而造成更大損失.檢測到有過(guò)流發(fā)生時(shí),可以控制關(guān)斷電源或負載開(kāi)關(guān),或以限制的電流輸出.

圖1

圖1是一種電流檢測電路.RS是電流檢測電阻,RL是負載(通常為直流電機、電磁閥或加熱器等).當電流流過(guò)電流檢測電阻時(shí)產(chǎn)生一個(gè)電壓降VRS,此電壓輸入電流檢測IC,經(jīng)放大器放大后輸出與電流I成比例的電壓V.為減小在RS上的電壓降VR,檢測電阻一般取很小阻值(幾毫歐到幾百毫歐).

圖2 過(guò)流保護的負載開(kāi)關(guān)結構框圖

圖2是一種帶過(guò)流保護的負載開(kāi)關(guān)結構框圖,圖2中,RL是負載,RS是電流檢測電阻.流過(guò)RS的電壓降VRS與電流I成比例,此電壓VRS輸入負載開(kāi)關(guān)VI端.若內部電流檢測電路檢測出有過(guò)流狀態(tài),輸出過(guò)流信號(電平信號)給通、斷控制電路,關(guān)斷負載開(kāi)關(guān).一旦開(kāi)關(guān)斷開(kāi),RS上電壓VRS=0,開(kāi)關(guān)又接通,產(chǎn)生振蕩,如圖3所示.輸出電流將小于限制電流.更好的辦法是通過(guò)FLAG端輸出過(guò)流信號給μC,使μC輸出低電平給負載開(kāi)關(guān)ON端,關(guān)斷負載開(kāi)關(guān).圖2中未畫(huà)出μC及μC與負載開(kāi)關(guān)的連線(xiàn).

從圖1及圖2可看出:無(wú)論電流測量或電流限制控制電路都需要外接電流檢測電阻RS.RS的選擇是否正確及RS的質(zhì)量好壞,對電流測量精度有很大的影響.

電流檢測電阻的要求及特點(diǎn)

電流檢測電阻是隨電流測量、電流控制的要求開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種特殊電阻.電流的測量范圍很廣,從幾毫安到幾十安;測量的精度要求不同,電流檢測電阻也有不同的規格以滿(mǎn)足不同的需要.本文主要介紹高精度電流檢測電阻,其主要要求及特點(diǎn)如下.

表1 LR2512與CS1225的主要性能參數

1.RS的阻值小于10Ω

為減少在RS上的電壓降及減小在RS上的功率損耗,RS的阻值要求小.一般在大電流測量時(shí)(幾安到幾十安)要采用毫歐級的RS.例如,檢測電流為12A,若RS=0.1Ω(100mΩ),則在RS上的壓降VRS=1.2V,其功耗為14.4W.如果電源電壓為12V,則在負載上的工作電壓已降到10.8V;并且在檢測電阻RS上的損耗也太大.若采用5mΩ的RS,則RS上的壓降減小到0.075V,其功耗減少為 0.72W.測量電流小時(shí)(如幾十毫安到幾百毫安),RS值可取零點(diǎn)幾歐姆到幾歐姆.所以電流檢測電阻RS的阻值是小于10Ω的.目前已開(kāi)發(fā)出超小阻值的系列,有1mΩ、0.5mΩ、及0.25mΩ系列的電流檢測電阻.

圖3 內部電流檢測電路產(chǎn)生振蕩