电路中Shunt Resister 选择与作用

Posted 2021-03-09 mcsfx

本文参考：

1.https://blog.csdn.net/aqwtyyh/article/details/71597043

2.https://www.akaneohm.com/chinese/column/current_sense/

3.https://zhidao.baidu.com/question/101772918.html?qbl=relate_question_0

在寻找电流检测芯片时，主要针对ADI和TI两家进行选择，他们的电流检测芯片都是基于一个“Rshunt”电阻，对这个电阻两端的电压进行差分放大输出，只不过芯片内部的结构不同，内部原理我们不管。
Rshunt中译过来叫做分流电阻，其实就是功率电阻，通常在1mΩ～1000mΩ之间，选择Rshunt时考虑的因素如下：
1、最小负载电流下所需的精度；
2、最大负载电流下的功耗；
固定负载电流下，Rshunt越小，其两端电压越小，测量误差越大，此时应考虑放大器的Vos（输入偏执电压）。
Rshunt越大两端电压越大，测量精度会提高，此时应考虑Rshunt功率。
最大Rshunt阻值计算公式:
（放大器最大满幅输出/Gain）/最大负载电流
举例：
假如我使用的一个电流检测放大器的最大满幅输出是4.9V（手册中会给出），其增益是20，我要测的电流信号最大是0.2A，那么最大的Rshunt值应该是：
(4.9V/20)/0.2A=1.225Ω；
也就是说我选择的Rshunt值应该<1.225Ω，为了提高采集信号精度，我选择了Rshunt=1Ω；

 

■关于「电流检测电阻器」「shunt电阻器」
电流检测电阻器、shunt电阻器是被使用来达成控制电流（电压）、限制过电流、检测电池剩余量等目的的电阻器的通称。
电流检测电阻器在电路上串联，利用奥姆定律执行电流-电压变换。
Shunt本来是「往测边疏导」、「分流」的意思，在此是指为了让电流値检测范围扩大、变换而被并联于电路（负载）上的电阻器。如此一来，两者虽然本来各自有不同定义、使用方法，现在则成为指称同样机能、产品的用语(未被区别使用)，产品规格、构造上并没有明确的定义与区别。

 

 

 

■电流检测动作原理

(1)电流流过时电阻器的两端会产生电压。（奥姆定律： 电压V＝I×R）。
(2)输入电压V到IC，根据目的来执行控制。反馈控制，阈值监控等。

 

 

■使用电路实例

 

 

■应用实例

?一般家店、AV设备
?车用（hybrid车种、电动汽车）
?PC、手机、mobile device
?电动工具
?家庭用发电?蓄电装置

 

 

■构造

以下为芯片型的代表例
　　　　　　　

　　　　　金属板类型　　　　　　　　　　　　　　　　　厚膜/薄膜类型
（适用于0.2mΩ～数mΩ的超低阻值）　　　　　（适用于1mΩ～1Ω的中低阻值）

 

 

■电流检测/shunt电阻器的开发趋势

电流检测/shunt电阻器虽然在电路控制上是不可或缺的，但电阻器本身会消耗电力，其电力为P＝I2×R（W)。
为了防止半导体的低驱动电压、大电流化导致电力消费增大，电阻器持续往低阻值、大电力(电流)方向发展以利对应。

 

 

接下来介绍产品阵容。
我司掌握有走在业界趋势前端的产品。

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■各種產品的阻值?容許電流範圍?特長

以下说明芯片电阻器与引脚型/水泥电阻器的阻值、容许电流、特长。

　芯片电阻器

 

系列名	製品	特长
HCS		构造：金属板类型 　超低阻值（0.2mΩ～）与可以到10W的大功率
CSS/CSSH		构造：金属板类型 　特长为超低阻值（0.25mΩ～）与最小0.5%、15ppm的超精密规格
CSRF		构造：金属箔类型 　0.25W的1005(mm)、0.5W的1608(mm)尺寸是业界最小等级
CSR/CSRN		构造：厚膜类型 　4端子产品属高精度检测导向
CLR		构造：厚膜类型 　拥有长期实绩、高质量，与一般芯片电阻器的尺寸互换性高

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　引脚型/水泥电阻

系列名	製品	特长
CBR		构造：金属板/水泥 　高精度检测导向，阻值容许差以1％为标准
RWF/RWFN		构造：Axial Leaded型绕线 　提高标准绕线与检测波形再现性的无感绕线规格

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shunt词义为分流，电流shunt即为电流分流器
构成：分流器主要由锰铜片和铜接头焊接构成，在分流器两端的接头上有两组接线端钮。外边一组为电位端钮，供与电源线连接，内边一组为电位端钮供与测量仪表连接。
原理：
分流器实际就是一个阻值很小的电阻，当有直流电流通过时，产生压降，供直流电流表显示
直流电流表实际是电压表，满度值75mV
直流电流表和分流器是配套使用的；
比如：100A电流表配套的分流器阻值为0.00075欧
即100A*0.00075欧=75mV；
50A电流表配套的分流器阻值为0.0015欧
50A*0.0015欧=75mV。