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技术文档01-电流检测的原理及应用.pdf   

一、电流检测的原理

电流检测的核心是将电流信号转换为可测量的电压信号。

根据欧姆定律I=V/R，通过测量已知电阻两端的压降计算电流。如下示意图1，电流流经电阻器，在电阻器的两端将会产生压差。用这一电压值除以电阻值，即为通过电阻器的电流值。该方法通常称作分流电阻法。

需权衡电阻功耗（P=I*I*R）与压降。如果为获得较大的压差而增大电阻值，会有电阻器发热过大的问题。因此，要使用尽可能小阻值电阻进行检测。压差过小时，需要使用放大电路来放大检测电压。

图1.1 测试示意图

除采用分流电阻法之外，通常还有霍尔效应法、磁阻效应法、电流互感器等方法来检测电流，总体来说，采用分流电阻法，原理简单、成本低、受电路及环境因素影响较小。比如霍尔检测一般需要温度漂移校正、磁阻效应法通常只适用于高频或者微小电流检测、电流互感器仅适用于交流检测等局限。

二、电流检测原理的应用

1. 过电流检测：当电路出现故障和过载状态等导致电流超出正常范围时，需要停止电路操作以确保安全。在电流超过设定值时判定为异常并切断输出。
2. 电流控制：通过DC-DC变频器等检测流经电抗器的锯齿波状电流的峰值，用于控制。另外，为了驱动三相电机旋转，需要正确控制电流的相位和时间。因此，需要检测流经各相的电流并反馈给控制电路。常用于EPS（电动助力转向）和空调等用途。
3. 电流管理（蓄电池管理）：使用充电电池工作的设备，通过检测电池中流经的电流和电压，并控制最佳电路操作，从而把握剩余电量并可以长期使用。

表2.1 电流检测功能用途对比

三、电流检测的电阻选型

电流检测一般选择对应的电阻值，使电流流经时的压差为几十mV～几百mV。因此，选用几Ω以下的较小阻值用于电流检测。根据需要检测的电流值大小选择不同种类的电阻。 检测几十A的大电流时需要选择几mΩ的极小电阻值，检测小电流时，选择几百mΩ～几Ω的较大电阻值进行检测，可以选用低阻值厚膜电阻、薄膜电阻、金属膜电阻、合金电阻等。目前业内通常选用薄膜电阻和精密合金电阻。

毫欧电阻作为专业合金电阻/分流器的制造商，可以广泛满足和解决电流检测相关产品。

在控制系统中，低阻值高精度封体合金系列电阻产品可更加精确检测出所需电流；在功率管理中，毫欧电阻的裸露合金电阻系列产品可以精确检测所需电流；大电流大功率的合金分流器、小型高功率的裸露合金系列电阻、小电流用途的封体合金系列等，根据用途不同有丰富的产品陈列。同时，可以支持定制高精度达0.01%、低阻值达1uΩ、温度系数达±1ppm/℃、各种封装形态的精密电阻。

四、总结

电流检测技术随着半导体进步趋向高集成度（如集成运放的分流模块），在能效管理和安全领域持续发挥关键作用。但是还需以基本元器件电阻为基础，电阻器的精度、功率、温度系数、散热、工艺、质量等各种因素都会影响电流检测，实际使用须根据具体工况选择合适的电阻器。毫欧电阻可提供包括产品选型相关的技术说明、提供产品相关设计的各种支持，欢迎随时咨询。

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