采样电阻(CSR)测试方法介绍
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定义 精密电阻/采样电阻,简称CSR,是Current Sensing Resistors的缩写,市场上常见的CSR类型有合金电阻、半合金/合金贴膜电阻、分流器(shunt)等。
工作原理 采样电阻的工作原理是欧姆定律,即I=U/R,通过IC检测电阻两端的电压,用电压除以电阻标称值即得到通过电阻的电流值。因此采样电阻的精度直接影响到电流采样的准确性。
测试原理 采样电阻之所以难测试,是因为它的阻值太小了,常用的CSR规格是2mΩ~50mΩ,在一些大功率应用上会用到1mΩ及以下的规格。比如在汽车的启停模块,工作电流达350A,为了准确检测电流需要用到0.1mΩ的分流器。这么小的电阻值如果用普通的电桥测试法,如惠斯通电桥(Wheatstone bridge)测试法是无法准确测量的,因为这种测试方法的探头接触电阻就能达到几毫欧甚至十几毫欧,即使进行开短路校正也仍会有很大测试误差。
惠斯电桥测试法测试原理,当电桥平衡(VG=0)时,R2/R1=Rx/R3,Rx=R3R2/R1。 开尔文测试法,即四探针测试法是一种可以消除接触电阻影响的简便测试方法,也是许多测试仪器常用的测试方法,测试原理为: 如下图所示,四脚开尔文的连接方式分离了电流检测脚和电压检测脚。这种配置消除了从A点到B点,以及从C点到D点的引脚阻值效应,从根本上消除了引脚阻值对于检测精度的影响。测试时仪器给出一个恒定的电流I,通过测试电阻R两边的电压差,再经过欧姆定律换算得到电阻的阻值。
小知识: 1.开尔文测试的四探针中,有两个Source针头用来提供测试电流,两个Sense针头用来测试电压,针头上一般有做区分,在测试时最好将针头与测试板的焊盘对应。
日置BT-3562锂电池测试仪,红色和黑色导线分别代表输入和输出,在铜探头上Sense探针有“V”字样做为标记。 2. 开尔文测试法不单用于测试CSR,也适用于测试SMD Fuse等小阻值的电子元器件。 测试设备 所有具备开尔文四探针测试功能的设备都可作为CSR的测试设备,比如LCR测试仪、低电阻测试仪、阻抗分析仪、锂电池测试仪等。也可以用数字万用表和负载自己搭建电路测试。但需要注意的是不同设备的功能侧重点不同,比如LCR测试仪的主要功能是测电容电感和普通电阻,测CSR的精度可能会比低电阻测试仪的差,这点需要通过设备规格书来确认。
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