毫欧姆电阻在汽车电子系统上的应用

对于电流检测，过去的二十年间两种不同原理的检测方法占据着这个市场，基于磁场的检测方法和基于分流器的检测方法。基于磁场的检测方法（以电流互感器和霍尔传感器为代表）具有良好的隔离和较低的功率损耗等优点，因此主要在驱动技术和大电流领域被电子工程师们选用，但它的缺点是体积较大，补偿特性、线性以及温度特性不理想。
　　在过去的几年间，由于小体积的高精度低阻值电阻器的实用化，以及数据采集和处理器性能的大幅度提升，已经导致传统的基于分流器的电流检测方法的技术革新，并使新的应用成为可能，这在十年前，是无法想象的。 　　车身电子控制系统的工作电流大多在1-100A之间，在特殊情况下（例如氧传感器加热），会有短时间200-300A的电流，车辆的启动电流甚至高达1500A。
在电池和电源管理系统中，还有更极端的情况，车辆运行时持续电流为100-300A，而在静止状态，电流只有几毫安，这也需要被精确检测出来。 　　基本原理 　　根据欧姆定律，当被测电流流过电阻时，电阻两端的电压与电流成正比。
当1W的电阻通过的电流为几百毫安时，这种设计是没有问题的。然而如果电流达到10-20A，情况就完全不同，因为在电阻上损耗的功率（P=I2xR）就不容忽视了。
我们可以通过降低电阻阻值来降低功率损耗，但电阻两端的电压也会相应降低，所以基于取样分辨率的考虑，电阻的阻值也不允许太低。通常，下面的公式适用于计算电阻两端的电压： 　　U=RxI+Uth+Uind +Uiext+...... 　　其中Uth是热电动势，Uind 是感应电压，Uiext是PCB引线上微小电流引起的压降。
　　其中与电流无关的因素而导致的误差电压能够直接影响到测量的精度，因此设计者应该了解这些因素并通过精心的电路板布局，尤其是选择合适的元件来降低相关的影响。 　　很多种导电材料可以用来制造电阻，但是这样的元件并不太适合做电流取样。
因为电阻阻值与温度，时间，电压和频率等参数有关，R=R （T，t，P，Hz，U，A，m，p，...）。 　温度系数 上图是锰镍铜合金电阻的典型温度特性曲线，温度系数TCR单位为ppm/K，在20或25℃ 时，TCR=［R（T）-R（T0）］ /R（T0） ×（T-T0），对于温度系数的定义，制造商标明温度的上限是必要的，举例说明在+20 -+60℃的温度范围内，测量系统经常选用TCR 为几百个ppm/K 的低阻值的厚膜电阻器，图1中红色曲线表示TCR 为200 ppm/K的电阻器的温度特性，即使在如此小的范围内，+50℃的温度变化就足以导致阻值变化超过1%，这样的电阻是不能用于精确电流测量的，有些测量设备制造商甚至使用PCB走线的铜膜作为电流取样电阻，铜的TCR是 4000 ppm/K（or 0.4%/K），2.5℃的温度变化就足以造成1%的误差。
汽车应用说明 　　出于成本和小型化的原因，汽车电子中检测100A以下的电流越来越多地使用SMD封装的精密取样电阻，阻值要求低至300微欧，在汽车电子应用中，Isabellenhuette公司可以提供SMx，LMx，VMx和BVx系列的产品，所有这些产品都是使用两端子设计和优化的物理结构，选择合理的PCB布线方式，两引线设计完全可以消除端子和焊点接触电阻的影响并达到四引线的检测精度。 　　对于电流检测在燃油直喷系统，变速箱控制，前灯控制，车窗控制和引擎管理模块中的应用，一个使用铜基板来实现散热和电气连接的合理架构，能够完美地秉承锰镍铜合金的优良特性，非常高的持续和脉冲功率，低于0.1nH的电感值，5 mW～5W的阻值范围，从1206，2010，2512到2817的标准外形尺寸，0.5～3W的负载能力，高达0.5%的精度，以及低至13 K/W的热内阻。
　　两引线设计的倒装系列提供了低至1mW的阻值，当阻值低于3mW时，这种设计不使用基板，对于更高的阻值，绝缘的铝质基板覆盖在上面做为载体和热传导介质。这个系列的阻值是从1 mW到 0.5W，封装尺寸是2512， 2010，1206和 0805，精度1.0%时，负载从2W到0.25W，热内阻可以低到15K/W。
被广泛用于点火控制模块，变速箱控制，发动机管理模块，车窗升降器等。 　　典型应用也包括开关电流调节器和有特殊要求的PWM功率控制器，例如，最大工作电流100A的散热器风扇；工作在+140℃的环境温度的风扇；要求工作在EMV Level 5的电子油泵或者工作效率高达94～98%的电子水泵等应用都要求对马达进行保护，也适合使用表面贴装电阻。
用ISA- WELD技术制成的合金电阻，适用于PCB、DCB、MIS基板或者含引脚支架键合的应用，阻值范围从100mW到4 mW，1%精度下额定功率到5W，热内阻低至2K/W。

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