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大電流恒流源的采樣電阻

采樣電阻主要有兩種形式，一個(gè)是標(biāo)準(zhǔn)分流器

，另一個(gè)是標(biāo)準(zhǔn)電阻，其實(shí)都是差不多的東西

，都是小阻值

、大功率精密電阻。
我們知道

，電阻的功率與電阻成正比

，與電流的平方成正比。電流一大

，功率迅速增加

，而標(biāo)準(zhǔn)電阻都很怕熱的

，這就矛盾起來，造成要么很大個(gè)頭的標(biāo)準(zhǔn)電阻但電流并不大

，或則等級比較差

。解決問題的方法，就是采用特殊材料和工藝

，盡量減少電阻的功率系數(shù)

。

所謂功率系數(shù)，有時(shí)也叫負(fù)載系數(shù)

，就是有了功率負(fù)載后，電阻變化情況

，一般以每瓦ppm來表示。這個(gè)與溫度系數(shù)還不完全一樣

，溫度系數(shù)主要是外界溫度變化但電阻中的功率不大時(shí)的電阻變化，而功率系數(shù)是自身產(chǎn)熱而造成的電阻變化

，此時(shí)可能有負(fù)載不均

、局部過熱的現(xiàn)象產(chǎn)生

。

對于不同的恒流電流，要選擇合適的采樣電阻

。阻值的選擇主要涉及兩個(gè)矛盾的側(cè)面：
一個(gè)是功率，不能太大

，否則發(fā)熱后變化大

。必須大功率的，要保證體積

、散熱。對于標(biāo)準(zhǔn)電阻

，BZ3盡管個(gè)頭大，但最大功率只有1W

。BZ6是3W，4223是10W已經(jīng)很大了

。對于傳統(tǒng)分流器

，壓降小（50mV-75mV）

，因此電流要比較大功率才能上去，有優(yōu)勢。但對于標(biāo)準(zhǔn)分流器

，壓降比較高，大電流的功耗就很大了

。例如Fluke的 A40B-100A

，0.8V壓降

，功率80W！

另一個(gè)是矛盾的側(cè)面是壓降

，不能太小

，否則因?yàn)闊犭妱?dòng)勢和放大不利的原因

，測試不準(zhǔn)，短穩(wěn)變差

。如果按照熱電動(dòng)勢+噪音等因素為1uV計(jì)算，對于50mV的量程為20ppm

，不小了，因此50mV太低

，要500mV才算比較大的電壓

，影響2ppm。但如果按照高穩(wěn)3458A的規(guī)格

，100mV可以測試到8ppm，50mV可以測試到11ppm

，甚至20mV也可以測試到20ppm，因此小電壓的條件也可以適當(dāng)放寬

。

上表

，背景黃色區(qū)域?yàn)檫吘墔^(qū)域，可以選擇但有困難

，紅色區(qū)域不適合選擇

，無色的可以選擇

，粗體為建議選擇

。
10A，可以選擇0.01歐

，壓降0.1V

、功率1W
20A

，也以選擇0.01歐

，壓降0.2V

、功率4W偏大。也可以選擇0.001歐

，此時(shí)壓降0.02V偏小
25A

，可以選擇0.001歐

，此時(shí)壓降0.025V偏小，但功率合適

。選擇0.01歐則功率偏大

，除非有措施

。
50A，可以選擇0.001歐

，此時(shí)壓降0.05V比較合適了，功率2.5W合適

。
100A

，選擇0.001歐，此時(shí)壓降0.1V合適

，功率10W偏大

，但沒有辦法

。
200A，只能選擇0.001歐

，此時(shí)壓降0.02V很小但沒有辦法，功率4W合適。
250A

，只能選擇0.001歐，此時(shí)壓降0.025V偏小但沒有辦法

，功率6.25W合適

。500A，只能選擇0.001歐

，此時(shí)壓降0.05V合適

，功率25W偏大，必須采取相應(yīng)措施

。
1000A

，有難度。

可以看出

，這種10進(jìn)的電阻，在大電流下分級太粗

，選小一級的電壓太小

，選大一級的功率太大。因此

，如果DIY的話，可以選擇中間阻值的

，例如0.002歐、0.0025歐

、0.003歐

、0.005歐等，無需拘泥與10進(jìn)整數(shù)

。

另外，做一個(gè)更直觀的選擇圖：

其中每組電流用不同顏色表示

，每組兩根線

，分別代表功率和電壓

。
功率曲線和電壓曲線越接近

，就越好選擇，四邊形代表可以選擇的區(qū)域

。
藍(lán)色10A

，選擇功率在1W附近、電壓在0.1V附近

，即電阻0.01歐附近

。商品的有選擇更大的

，不推薦

。
天藍(lán)色30A

，選擇0.002歐到0.005歐合適

，最好0.003歐，此時(shí)電壓0.1V

、功率3W

。
紅色100A，可以選0.0005歐到0.001歐之間

，此時(shí)電壓50mV到100mV

，功率5W到10W

。
綠色300A，0.15mR到0.3mR合適

，電壓45mV到100mV

，功率14W到27W

，比較大了。
黑色1000A

，0.02mR到0.03mR合適，電壓20mV到50mV

，功率20W到50W

。

另一個(gè)圖表，根據(jù)采樣電壓放大誤差

、熱電誤差

、發(fā)熱溫漂誤差綜合因素選擇了采樣電阻后，得到采樣電壓

、功率、合計(jì)偏差

可見隨著電流的增大

，采樣電阻急劇減小，功率成比例增大

，采樣電壓緩慢減少

。

普通分流器一般是有標(biāo)準(zhǔn)壓降，例如我國的是75mV

，國外也有50mV和60mV的

，此種分流器大量存在，等級0.5的為多

，算不上精密，不屬于此處描述之列

。

標(biāo)準(zhǔn)分流器

，壓降一般比較大，早先的甚至達(dá)到1V

，現(xiàn)在有所降低。測試標(biāo)準(zhǔn)分流器都是在標(biāo)準(zhǔn)電流下

，等到足夠長的時(shí)間（例如30分鐘）

，讓自熱溫升達(dá)到平衡后

，才測試的

。

小阻值標(biāo)準(zhǔn)電阻，是設(shè)計(jì)成小功率下工作的

。例如國產(chǎn)的BZ3

，額定功率0.1W、最大1W

。有0.1歐

、0.01歐和0.001歐三只

，額定電流分別是1A、3.3A和10A

，最大電流分別是3A

、10A和33A

。因此，測試標(biāo)準(zhǔn)電阻

，為了避免溫升

，測試要盡快進(jìn)行。

國產(chǎn)的還有BZ10

，與BZ3類似。國產(chǎn)還有一種BZ6

，體積大很多，額定1W

，最大3W是BZ3的3倍

，0.1歐、0.01歐和0.001歐的最大電流分別是5.5A

、17A和55A

。

交流恒流電源
概述交流恒流電源又叫電流源、穩(wěn)流源
，是一種寬頻譜
、高精度交流穩(wěn)流電源
，具有響應(yīng)速度快
、恒流精度高
、能長期穩(wěn)定工作
，適合各種性質(zhì)負(fù)載（阻性
、感性、容性）等優(yōu)點(diǎn)
。產(chǎn)品應(yīng)用 ■交流空氣開關(guān) ■交流接觸器 ■機(jī)械開關(guān)
，電子開關(guān) ■交流互感器 ■電解液查看詳細(xì)