开关电源知识库

07_电阻 —— 导览(电流采样与全功能应用)

类别定位

本目录以电流采样电阻的深度资料为主(两篇原厂译篇);电阻在开关电源中的全部功能(分压/限流/阻尼/上拉下拉/定时等)与选型口径见 03_电阻在开关电源中的功能与应用。

采样电阻是直接式电流测量:与被测负载串联,把电流变成已知阻值上的压降(欧姆定律),再交给放大器/ADC 读数。它简单、线性、便宜,TCR 稳定(合金 <50~100 ppm/℃),没有雪崩倍增与热失控;代价是毫欧世界的误差全来自电阻之外——焊盘接触电阻、PCB 铜箔(TCR 3900 ppm/℃)、焊料电阻、热 EMF,每一条都比合金本体更“脏”。所以这个子类的核心知识不是“选阻值”,而是四线开尔文、阻值×功率×温漂三角、以及读数链路(运放)怎么接。

两篇原文正好互补:Bourns 讲“器件怎么选、怎么焊、用在哪”;Vishay 讲“电流测量方法全景怎么比、合金条为什么强”。详细出处见下方导航。

关键数字速查(Bourns AN + Vishay 白皮书口径)

参数 值 条件/出处
采样压降常规带 10~130 mV Bourns §工作原理
输入共模电压 放大器两输入端电压的平均值——定高/低侧接法 Bourns §工作原理
合金本体 TCR <50 ppm/℃(K 型材料 ±50 ppm/℃,−55~+170 ℃ 图 2) Bourns 图 2;Vishay:电阻法 <100 ppm/℃(0.01%/℃)
PCB 铜箔 TCR 3900 ppm/℃——Rlead+Rlead >> Rshunt,毫欧级必须开尔文 Bourns §开尔文;Vishay §5.1(<25 mΩ 用四端子)
开尔文引脚定义 E1/E2 电压、I1/I2 电流 Vishay §5.1 图
CSS 系列 2~15 W / 0.2~5 mΩ / 至 273 A;20~60 ℃ TCR 50 ppm/℃ Bourns 型号表(CSS2H/CSS4J/CSS4C 共 5 行)
CSM 系列 36~50 W / 25~200 µΩ / 至 1414 A Bourns 型号表(CSM2F 共 4 行)
长期稳定性 ΔR/R ≤ 1% @ 额定功率、130 ℃、21 000 h;AEC-Q200;−55~+170 ℃ Bourns §方案
合金条高温能力 长期稳定至 275 ℃;250 ℃ 功率留存:WSL 73% / WSLT·WSR 45% / 厚膜 30% Vishay §5.2 图
热 EMF 合金条 <3 µV/℃ vs 厚膜 40~50 µV/℃(100 ℃ → 5 mV 误差) Vishay §5.3-2
CTE 失配 FR4 18 / 陶瓷 5 / 合金条 13 ppm/℃;1993 年起车用 Vishay §5.3-3
电阻技术三档 薄膜层厚 0.0000012″~0.000004″ / 厚膜 0.0005″~0.002″ / 合金条低至 5 µΩ Vishay §4
RDS(ON) 测流(对照) TCR 至 4000 ppm/℃(100 ℃ → 40%);精度 10~20%;比例式 5%~20% Vishay §3——“管子不是为测流而生”
回流焊 J-STD-020:150 ℃ 60~120 s、峰值 260 ℃、+255~+260 ℃ ≤20 s Bourns 图 7
六方法对比 电阻:高精度/无隔离/小/低;CT·罗氏:高精度/隔离/大;霍尔:高精度/隔离/高成本 Vishay 对比表全录(01 篇)

与库内联动

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篇 内容 出处(原文 PDF 在 90_资料源/)
01_Bourns精译 电流采样专题 · Bourns AN 全文精译:工作原理(10~130 mV/共模电压)/K 型 TCR 曲线/四线开尔文(铜 3900 vs 合金 50 ppm/℃)/CSS·CSM 全型号表(9 行)/J-STD-020 焊料曲线/五大应用(BMS·DC-DC·电机·热插拔·电表)+ 选型三角与库内联动(本库展开) 电阻采样_Bourns_AccurateCurrentMeasurement.pdf(©2025,6 页,e/N2547)
02_Vishay白皮书精译 电流测量方法专题 · Vishay 白皮书全文精译:三方法族(电阻/磁/晶体管)逐个拆解(CT 损耗模型/罗氏线圈/霍尔六短板/RDS(ON)/比例式)+ 六方法对比表全录/电阻技术三档(薄膜·厚膜·合金条)/开尔文引脚/275 ℃ 高温曲线/热性能四大优点 + 方法选型与库内联动(本库展开) 电阻采样_Vishay_CurrentMeasurementMethods.pdf(2015-08-31,Doc 30304,7 页)

存疑与待核实