一、 電流檢測的原理

 

 

電流檢測的核心是將電流信號轉(zhuǎn)換為可測量的電壓信號。

 

 

根據(jù)歐姆定律I=V/R，通過測量已知電阻兩端的壓降計算電流。如下示意圖1，電流流經(jīng)電阻器，在電阻器的兩端將會產(chǎn)生壓差，用這一電壓值除以電阻值，即為通過電阻器的電流值。

 

該方法通常稱作分流電阻法，需權(quán)衡電阻功耗（P=I*I*R）與壓降。如果為獲得較大的壓差而增大電阻值，會有電阻器發(fā)熱過大的問題，因此，要使用盡可能小阻值電阻進行檢測，壓差過小時，需要使用放大電路來放大檢測電壓。

 

 

 

圖1.1 測試示意圖

 

 

除采用分流電阻法之外，通常還有霍爾效應法、磁阻效應法、電流互感器等方法來檢測電流，總體來說，采用分流電阻法，原理簡單、成本低、受電路及環(huán)境因素影響較小。比如霍爾檢測一般需要溫度漂移校正、磁阻效應法通常只適用于高頻或者微小電流檢測、電流互感器僅適用于交流檢測等局限。

 

 

二、 電流檢測原理的應用

 

 

1. 過電流檢測：當電路出現(xiàn)故障和過載狀態(tài)等導致電流超出正常范圍時，需要停止電路操作以確保安全。在電流超過設(shè)定值時判定為異常并切斷輸出。

 

2. 電流控制：通過DC-DC變頻器等檢測流經(jīng)電抗器的鋸齒波狀電流的峰值，用于控制。另外，為了驅(qū)動三相電機旋轉(zhuǎn)，需要正確控制電流的相位和時間。因此，需要檢測流經(jīng)各相的電流并反饋給控制電路。常用于EPS（電動助力轉(zhuǎn)向）和空調(diào)等用途。

 

3. 電流管理（蓄電池管理）：使用充電電池工作的設(shè)備，通過檢測電池中流經(jīng)的電流和電壓，并控制最佳電路操作，從而把握剩余電量并可以長期使用。

 

 

用途	操作示例	應用案例
過流檢測	由于電路短路或者短接等故障通過大電流時，檢測并停止電路工作，達到保護作用	1. 電源電路的過流保護 2、電池的過充過放保護
電流控制	通過檢測電流并反饋給控制電路，進而控制電路的電流大小、時間、相位等	1、DC-DC變頻器 2、逆變器電源
電流管理	通過實時檢測電池的充放電電流，把握電池狀態(tài)并優(yōu)化電源電路操作	1、消費電子電池驅(qū)動的電流管理 2、混合動力汽車電池的電流管理

表2.1 電流檢測功能用途對比

 

 

三、 電流檢測的電阻選型

 

 

電流檢測一般選擇對應的電阻值，使電流流經(jīng)時的壓差為幾十mV～幾百mV。因此，選用幾Ω以下的較小阻值用于電流檢測。根據(jù)需要檢測的電流值大小選擇不同種類的電阻。

 

檢測幾十A的大電流時需要選擇幾mΩ的極小電阻值，檢測小電流時，選擇幾百mΩ～幾Ω的較大電阻值進行檢測，可以選用低阻值厚膜電阻、薄膜電阻、金屬膜電阻、合金電阻等。目前業(yè)內(nèi)通常選用薄膜電阻和精密合金電阻。

 

 

而毫歐電阻作為專業(yè)合金電阻/分流器的制造商，可以廣泛滿足和解決電流檢測相關(guān)產(chǎn)品。

 

 

在控制系統(tǒng)中，低阻值高精度封體合金系列電阻產(chǎn)品可更加精確檢測出所需電流，如下為毫歐封體合金電阻其中一款產(chǎn)品：（不具有代表性，更多選型可搜索其他封裝或型號）：HoCGX2512-3W-5mR-1%；

 

在功率管理中，毫歐電阻的裸露合金電阻系列產(chǎn)品可以精確檢測所需電流，例如HoLRS2512-3W-0.25mR-1%；

 

大電流大功率的合金分流器、小型高功率的裸露合金系列電阻、小電流用途的封體合金系列等，根據(jù)用途不同有豐富的產(chǎn)品陳列。同時，毫歐電阻還可以支持定制高精度達0.01%、低阻值達1uΩ、溫度系數(shù)達±1ppm/℃、各種封裝形態(tài)的精密電阻。

 

 

四、 總結(jié)

 

 

電流檢測技術(shù)隨著半導體進步趨向高集成度（如集成運放的分流模塊），在能效管理和安全領(lǐng)域持續(xù)發(fā)揮關(guān)鍵作用，但是還需以基本元器件電阻為基礎(chǔ)，電阻器的精度、功率、溫度系數(shù)、散熱、工藝、質(zhì)量等各種因素都會影響電流檢測，實際使用須根據(jù)具體工況選擇合適的電阻器。

 

毫歐電阻可提供包括產(chǎn)品選型相關(guān)的技術(shù)說明、提供產(chǎn)品相關(guān)設(shè)計的各種支持，歡迎隨時咨詢。