影响分流器采样精度的阻值因素分析

还有十几天今年就过去了，感觉今年过得特别快，自己也特别地忙，单说公众号就更新了将近40篇，对于我来讲挺不容易的，给自己点个赞了；同时也希望某一篇发文对大家实际工作有些帮助。

把上文收尾一下，介绍影响分流器采样精度的阻值因素。分流器的初始阻值偏差：电阻的初始阻值偏差，这个大家熟悉，像常用的厚膜电阻（例如0603封装）一般精度为1％或5％，它是指在常温下的阻值偏差，出厂后初始阻值偏差就固定了，例如标称阻值为100Ω的电阻，常温下实际测量为101Ω，初始偏差为1％。这里插一句，关于电阻精度，规格书中一般会给一个精度，其实这个是初始的偏差，或者是狭义的精度；而实际电阻阻值会受到许多因素的影响，例如下图（来自KOA官网）中各个测试项目，把这些影响因素都考虑进来后才是真正广义上面的精度概念。

 

对于分流器来讲，当然初始偏差越小越好，但是初始偏差可以通过标定来进行补偿，所以分流器的初始精度不需要特别高；某一款分流器的初始偏差如下（下图来自ISA）。

 

电阻温度系数TCR：电阻温度系数（temperature coefficient of resistance），表示当温度改变1℃时，电阻阻值的相对变化，单位为ppm／℃或ppm／K；电阻阻值不是一个常量，它随着温度变化而变化，即温度漂移，TCR就是用来描述温漂程度的一个量。但是由于TCR是非线性的，为了更加明确温漂的量值，通常采用平均TCR，其计算公式如下（图片来源于KOA）；T0通常选取25℃（也有选取20℃），而T可正可负。

 

某一款分流器的TCR曲线如下图（来自于BOURNS），它根据最大平均TCR（50ppm／K），画出了两条直线，实际的分流器TCR就在两条直线之间变化。

 

参见某一型号的分流器规格书如下（来自于BOURNS官网），它又包括了两部分，一个是电阻合金的，另外一个是采样点的；我们发现采样点的TCR要比合金大很多，这是因为采样点处包含合金、焊接点和小部分铜，是三者综合在一起后的TCR。

 

不幸的是，我们使用分流器时，真实的TCR是就是采样点处的；所以通常为了修正TCR的影响，我们也会使用标定的方法，将TCR的曲线提前获取并补偿到实际的计算中。分流器发热问题：为了降低温漂等负面影响，直接措施就是增加散热、选取功率大的分流器；除此之外，有些因素也不能忽略。例如分流器与铜排之间的接触电阻也会影响热量的积累（图片来自于睿思官网）；这个接触电阻与安装扭矩有关，一般在一定范围内，扭矩越大，接触电阻就越小；另外还与分流器表面的镀层有关，镀锡相比镀镍、OSP来讲，接触阻抗会小些。

 

另外补充一点，前文介绍过EMF的机理，理论上讲EMF越小越好；这里谈到了发热问题，就把EMF对分流器的真实影响再总结下：真实的分流器大家知道，是铜－合金－铜三者的结合，那么其实在分流器上会同时产生两个热电势，而且方向相反。

 

如果分流器两端的温度一致，那么这两个热电势会抵消掉，这样EMF就不会有影响；但如果分流器两端的温度有差异，那么两个热电势抵消后就不为0V，就会叠加到合金的压降上面；原理见下图（图片来自于睿思官网）。

 

总结：BMS中应用的电阻传感器，一个是NTC，另外一个就是分流器，目前都已经把基础的知识总结过了；对比一下，二者有一些有趣的差异，例如NTC中就没有用TCR，而是用B值，因为就是需要阻值变化；以上所有，仅供参考。

审核编辑：符乾江