什么是分流電阻器

分流電阻器（Shunt resistor）是一種低阻值電阻器，用來產(chǎn)生低阻通路，廣泛用于大電流檢測(cè)應(yīng)用，如過流保護(hù)、4-20mA系統(tǒng)、電池充電、高亮度LED控制、H橋馬達(dá)控制、或者一些原理上必須的電流檢測(cè)應(yīng)用。

分流電阻器的主要目的是 測(cè)量電流 ，分流器在電流測(cè)量電路中的位置如下圖所示：

圖示：分流電阻器位置

A通常將分流器放置在接地側(cè)以消除共模電壓。但是存在其他缺點(diǎn)。在B這種配置中，共模電壓對(duì)于電流表來說可能太高了。

分流電阻的特性

分流電阻屬于高精密、低阻值電阻器，其技術(shù)要求一般為毫歐級(jí)，必須能夠測(cè)量幾百安培（A）的大電流。

影響分流電阻阻值的因素有多種，包括可逆性的和不可逆的。其中，長(zhǎng)期穩(wěn)定性是非可逆的，這會(huì)產(chǎn)生機(jī)械、電氣、熱負(fù)荷?？赡嫘砸蛩匕ǎ?/p>

（1）電阻溫度系數(shù)（TCR）：?jiǎn)挝粸閜pm/oC，表征電阻值參考室溫變化引起的阻值變化。

（2）電阻功率系數(shù)（PCR）：?jiǎn)挝粸閜pm/W，表示驅(qū)動(dòng)電阻器所必須消耗的功率。

分流電阻器的作用

（1）保護(hù)電路免受過壓

使用Crowbar電路，當(dāng)電壓過高時(shí)會(huì)短路，這是保護(hù)電路免受高電壓影響的一種方法，使電路的電流與其平行流動(dòng)。結(jié)果就是電路的電壓突然下降，斷路器或保險(xiǎn)絲由于流過分流器的大電流而跳閘。

（2）繞過有缺陷的設(shè)備

在串聯(lián)電路中，如果一個(gè)元件發(fā)生故障，整個(gè)電路就會(huì)被破壞。圣誕燈是分流器的一個(gè)很好的例子，可以用來解決這個(gè)問題。由于故障而產(chǎn)生的較大電壓會(huì)使分流器短路，導(dǎo)致電流流過有缺陷的部件。

（3）解決噪音問題

當(dāng)電路中存在高頻噪聲問題時(shí)，可以使用帶電容器的分流器。在不需要的信號(hào)到達(dá)電路元件之前，電容器會(huì)將噪聲發(fā)送到地面。

分流電阻器的應(yīng)用

在電力電子綜合系統(tǒng)中，集成了分流電阻器技術(shù)，為各行各業(yè)提供了提升效率、增強(qiáng)可靠性和簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)與組裝的巨大優(yōu)勢(shì)。隨著各行業(yè)迅速實(shí)現(xiàn)電氣化，對(duì)集成系統(tǒng)和模塊的需求愈發(fā)增長(zhǎng)。先進(jìn)的寬帶隙半導(dǎo)體設(shè)備如硅碳和氮化鎵晶體管的出現(xiàn)，進(jìn)一步推動(dòng)了集成解決方案的需求，以實(shí)現(xiàn)最佳性能和成本效益。

分流電阻器的優(yōu)勢(shì)在于它相較于其他測(cè)量技術(shù)而言的成本效果顯著。分流電阻器提供了一種經(jīng)濟(jì)高效的測(cè)量方案，而不會(huì)影響模型或電路的精度。當(dāng)與電力模塊集成時(shí)，可獲得一個(gè)較為簡(jiǎn)化且緊湊的傳感結(jié)果。在實(shí)際應(yīng)用中，通常需要額外的電路精確讀取和解釋從分流電阻器獲取的信息。這常涉及實(shí)現(xiàn)放大和條件電路，以放大穿過分流的微小電壓降并將其轉(zhuǎn)換成可測(cè)量的信號(hào)。

分流電阻器的電流共享能力

在實(shí)驗(yàn)中使用的分流電阻器的電阻值保證容差為1%，其溫度系數(shù)相對(duì)于20°C小于50ppm/K，這導(dǎo)致在120°C時(shí)最大偏差可達(dá)到0.5%。在最壞的情況下，假設(shè)所有并聯(lián)的分流電阻器同時(shí)出現(xiàn)最大偏差。分流電阻器由連接到銅端子的電阻合金組成。這種合金與銅的塞貝克系數(shù)為1μV/K。考慮到電阻合金之間的20K溫差，預(yù)計(jì)會(huì)產(chǎn)生20μV的電壓誤差?？紤]到名義電流對(duì)應(yīng)于分流上的128.6mV，這種電壓誤差占名義電流的0.016%。因此，熱電效應(yīng)的影響是微小的。

模擬結(jié)果展示了電阻器之間不均勻的電流共享效應(yīng)。模擬表明，由于IGBTs、分流電阻器和鍵合線的布置，導(dǎo)致在直流電壓電位分布上，分流電阻器1號(hào)與7號(hào)之間存在電壓降差異。