分流电阻器和AKM Currentier™-感算商城

本期将详细介绍电流检测方法中的「分流电阻+隔离放大器/隔离ADC」检测法，以及AKM电流传感器Currentier™相较于此检测法的应用优势。

分流电阻+隔离放大器/隔离ADC是一种被大家熟知的检测电流量的方法。

该检测方法的

优缺点

什么是分流电阻+

绝缘放大器/绝缘ADC式？

这是一种将要测量的电流值通过已知电阻器，并根据电阻器上产生的压降计算电流值的方法，需要在后端使用隔离放大器或ADC进行绝缘。

这种方法很简单，既可以检测直流，也可以检测交流，所以用在很多场合。但它仍有两个课题：发热和绝缘。

问题 1＝发热高

从I→V转换原理来看，发热是一个不可避免的问题。输出电压V与电阻值R成正比，为了获得足够的分辨率，需要在一定程度上增加电阻值R。而功耗P=I²R，电阻值R越大，功耗=发热就越大。发热大会缩短其他部件的寿命，使产品的使用温度范围变窄，因此需要采取相应的对策。

如何抑制发热？

为了抑制发热，需要采取一些措施，例如扩大基板面积进行散热，或者安装风扇将热量释放到外部等。换句话说，产生的热量越高，对性能没有贡献的额外成本就越多。

AKM研发的电流传感器Currentier™，可以有效解决分流电阻器的应用痛点。

AKM Currentier™本身发热量低，可以显著减少热设计工时。如下图所示，当40A通电10分钟时，AKM Currentier™相较于分流方式，温度降低了约50℃。

AKM Currentier™(上图)和分流电阻器(下图)的比较

与分流方式相比，AKM Currentier™具有低阻值和低发热的特性，因此散热面积可以大大减少。

例如，对于30Arms的额定电流和85App的电流检测范围，分流方法中使用的电阻值约为2.4mΩ（隔离放大器的输入电压为200mV时），此时发热量约为2.1W。

而AKM 的Currentier™ CZ37系列，无论电流大小，电阻值均为0.27mΩ，发热量均约为0.24W。

在通用逆变器的相电流检测应用场景下，为了使发热量不超过Δ20°C的温升，

分流方式：2处56cm^2（1边≒7.5cm）

CZ37系列：2处6.4cm^2（1边≒2.5cm）

因此，使用 AKM Currentier™，可以减少约90%的布板面积（假设为自然对流的计算结果）！

分流电阻+绝缘Amp的示例

使用CZ37系列时的示例

问题2＝需要绝缘电源

分流电阻+隔离放大器/隔离ADC的检测方法需要考虑绝缘问题。

当检测经过高压侧（几百伏）的电流时，电流检测的中心电压也是高压。由于与MCU等其他控制IC相比电压较高，需要在它们之间进行绝缘，因而需要使用诸如隔离放大器之类的绝缘器件。而隔离放大器，需要在高压侧和低压侧各准备一个绝缘电源（下图蓝色虚线部分），并存在电路板上高压侧和低压侧只相隔几毫米的布局限制，周边零件多等问题。

而使用AKM Currentier™，与分流方法不同，无需布线复杂的绝缘电源，可以减少外围部件的数量和减小基板尺寸（下图）。