精密电路设计中的高精电阻——分流电阻

电子发烧友网报道（文/李宁远）现在各种电气设备使用场景都在加速推向高效节能转变，达到节能标准是现在选用电气设备的硬指标。从设备硬件角度来说，有很多方案都可以提高设备的能效。
 
在电路设计的角度，分流电阻是提升设备节能水平的一个小小的关键器件。使用分流电阻能将电路中的电流引导到不同的分支中，起到分流作用，在电路中实现精确的控制电流作用，这对节能设备来说是很关键的一环。此外，通过分流电阻实现高精度的电流检测也有利于实施节能措施。
 
分流电阻的选用
 
电子电路中电阻的作用无非是分压、分流和限流。两个电阻并联，每个电阻上的电压相等，阻值不同电流不同。电阻并联分流，电阻越大分的电流越小，实现分流的作用。分流电阻可以将电路中的电流引导到不同的分支中，在遇到需要控制电流大小的情况下，选择合适的分流电阻阻值，控制不同分支中的电流大小，从而满足特定的电路要求。
 
越是需要精确电路控制的场景，对分流电阻的精度和可靠性要求越高。此外，随着电气设备的功能改进，电路板上的安装密度越来越高，这就要求分流电阻器体积更小、额定功率更高。在工业场景、汽车场景中，通过分流电阻实现高电流检测精度也非常看重器件的高温工作性能。
 
在实际的电流检测中，分流电阻阻值往往较低，从数百微欧姆到数百毫欧姆不等，需要与运算放大器或差分放大器配对使用，提高检测的灵敏度和准确性。不然压降量偏小，MCU很难检测到电压。典型的应用很多，像过流保护、4-20mA系统、电池电量检测、高亮度LED控制、电机控制等等。
 
在选用分流电阻上，也需要非常仔细，首先必须要根据电路要求和需要的电流大小确定好阻值。现在很多电路板要求分流电阻额定功率更高，需要选择合适的功率容量，功率容量过小会导致分流电阻过热，而功率容量过大则会无谓地增加电路成本和体积。
 
温度也是考量点，要尽可能减小温度对器件性能的影响。除此之外，精度和耐压能力也是选择分流电阻需要确定的参数。在大电流的采样中，需要确保这些参数指标达到预期，保证长期稳定的器件性能。
 
为应用产品提供小型化节能助力的分流电阻
 
在电池管理系统、电力设备、工控设备、汽车电子领域，分流电阻的应用非常多。合适的分流电阻能够有效为应用产品提供小型化节能助力。
 
不久前，ROHM就面向车载设备、工业设备和消费电子设备的电机控制电路和电源电路等应用，在标准型6432尺寸金属板分流电阻器PMR100产品阵容中，推出3款额定功率为5W、电阻值分别为0.5mΩ、1.0mΩ、1.5mΩ的新产品。
 
这些新产品采用温度特性优异的新材料和引脚温度降额，提升了额定功率容量，用更小的尺寸提供更大功率的产品，方便应用设备小型化。同时ROHM独有的免调阻结构设计，抑制了因电流局部集中而导致的温升问题，其性能表现可以说是业内标杆。
 
国产电阻现在替代空间也相当广阔，不少国内企业正迅速向高端市场发起冲击。如开步电子旗下的睿思品牌，就有着大电流、高精度分流电阻产品矩阵，电流能力从10A覆盖到20000A，整体精度在±0.5%，温漂不超过±100ppm。大额定电流、低温漂以及高精度特性也已经可以完美覆盖各种电力设备、工控设备。
 
主攻精密微阻值电阻普森美微电子在分流电阻上以其独特的结构和工艺设计，也体现了国产电阻的高性能。旗下分流电阻系列已经推出了车规级产品，如APSRP25，拥有±75-250的TCR，功率等级覆盖5-7W。材料、设计、制造技术等方面的技术突破让旗下产品在高精度化、微型化、大功率化等方面不断进化。
 
小结
 
在各类电气设备向微型化、节能化发展得趋势下，分流电阻的作用愈发重要。不断提高性能的分流电阻器，将为应用产品的节能和小型化带来便利。