電源設計技術資訊網站

電源設計支援工具   English   简体中文   日本語   한국어

學到就是賺到的關鍵知識

ROHM研發出小型大額定功率的電流檢測用晶片電阻(分流電阻)“GMR50”

以5.0×2.5mm尺寸實現
業界頂級4W額定功率

Keyword
  • 電流檢測用電阻
  • 分流電阻
  • Shunt resistor
  • 電阻值在幾mΩ~幾百mΩ範圍內
  • 額定功率大、尺寸小
  • 精度(額定誤差)
  • 溫度係數
  • 散熱性顯著改善
  • 表面溫度降低57%
  • 5.0×2.5mm的小型尺寸
  • 業界超高的4W
  • 安裝面積減少39%
  • 對於過電流負載,具有出色的耐久性
  • 以5mΩ的低阻值實現0~+25ppm/℃的優異電阻溫度係數(TCR)
  • 熱模擬

近日,ROHM宣佈推出一款以5.0×2.5mm的小尺寸實現業界超高*額定功率4W的電流檢測用晶片電阻(分流電阻)“GMR50”。
*截至2019 年11月28日 ROHM調查

什麼是電流檢測用電阻(分流電阻)

電流檢測用電阻(分流電阻)是用來檢測電流的電阻,電流檢測用電阻和分流電阻的含義基本相同。傳統與電流錶並聯插入的電阻稱為“分流電阻”,近年來在電流路徑中串聯插入、遵循歐姆定律(根據電阻引起的壓降求出流過的電流值)的檢測用電阻也稱為“分流電阻”。它被廣泛應用於各種馬達和電源電路的電流檢測,是在R課堂上DC/DC轉換器、AC/DC轉換器、功率元件專題中介紹過的電源電路和功率轉換電路中也經常使用的零件之一。

檢測大電流值時的電流檢測用電阻的阻值通常低至幾mΩ~幾百mΩ。這是因為利用了壓降,例如5A的電流流過10Ω的電阻時,壓降達到50V,這在以5V和12V級電壓工作的電路中處理起來並不容易。如果是100mΩ,則5A時的壓降變為500mV,可以獲得在低電壓電路中比較容易處理的電壓。電阻值需要根據檢測到的電流值和壓降的關係來選擇,但還需要考慮到壓降=損耗這一點。

另一個需要考慮的因素是額定功率。由於前提是利用電阻引起的壓降,因此由電阻值和流過的電流單純決定了電阻的損耗功率。電阻的規格中會給出額定功率,需要選擇符合使用條件的額定功率。通常,額定功率越大,電阻的尺寸也越大。然而,隨著近年來小型化需求的增長,對於電流檢測用電阻也提出了額定功率大且尺寸小的要求。

在使用電流檢測用電阻時,電阻值、額定電流、尺寸是重要的考慮因素,而精度(額定誤差)和溫度係數等也是必須考慮的因素。

電流檢測用電阻GMR50的亮點

  • ・以5.0×2.5mm尺寸實現業界超高的額定功率4W(引腳溫度TK=90℃時)
  • ・通過改善電極結構和優化元件設計,提高了電路板的散熱性
  • ・與同樣是4W額定功率的普通產品相比,安裝面積可減少39%
  • ・對於過電流負載具有優異的耐久性
  • ・即使外加了超過額定功率的負載時,也可保持穩定的電流檢測精度
  • ・在低阻值範圍也實現了優異的電阻溫度係數

散熱性能顯著提升,實現業界超高的額定功率

要想提高電流檢測用電阻的額定功率並實現小型化,就必須確保對於電阻溫升的長期可靠性。GMR50透過改善電極結構和最佳化元件設計,大幅提高了散熱性能。例如,在2W條件下使用5mΩ產品時,與5025尺寸的普通產品相比,表面溫度可降低57%

額定功率高,體積小巧,更節省空間

GMR50雖然是5.0×2.5mm的小型尺寸,卻能在引腳溫度TK = 90℃時保證業界先進的4W額定功率,在引腳溫度TK= 110℃時也能保證3W的額定功率。比傳統的4W額定功率產品小一個尺寸,可減少39%的安裝面積,更節省空間。

出色的耐久性,可實現穩定的電流檢測

理想的電流檢測用電阻,需要在電路因電源故障/接地故障等導致的大電流流過時,也能確保穩定的電流檢測。GMR50具有出色的散熱性能,因此與普通產品相比,對過電流負載的耐久性更優異,即使流過超過額定值的過電流,其電阻值的變化也很小,所以可以保持穩定的電流檢測精度。

在低阻值範圍也實現了優異的電阻溫度係數

GMR50的電阻體金屬採用高性能合金材料,即使5mΩ的低阻值也可實現0~+25ppm/℃出色的電阻溫度係數(TCR)。受環境溫度變化的影響非常小,可實現穩定且高精度的電流檢測。

支援熱模擬

ROHM正在加強熱模擬等方面的設計支援。透過預先估算將當前使用中的零件替換為分流電阻GMR50後的溫升,可以減少重複設計並縮短研發週期。

包括週邊部件在內的模擬結果範例例如,與需要並聯使用2個傳統產品(5025尺寸)的電路相比,使用1個分流電阻GMR50時也能夠抑制產品表面溫升。另外,除電阻之外,ROHM還可以透過包括電源IC、SiC MOSFET及IGBT等週邊零件在內的模擬來支援熱設計,為客戶提供只有綜合半導體製造商才有的整體解決方案。

產品系列

下面的產品系列包括5.0×2.5mm尺寸的新產品分流電阻GMR50、6.4×3.2mm尺寸的分流電阻GMR100、正在研發中的分流電阻GMR320。

產品名稱 尺寸
簡稱
(mm)
<inch>
額定功率 電阻值
額定差
電阻
溫度係數
TCR
(ppm/℃)※1
電阻值範圍
(mΩ)
使用
溫度
範圍
(℃)
GMR50 5025
<2010>
3W<110℃>
4W<90℃>
F
(±1%)
0~+25 5 -55

+170
★-65

+170
±25 10~220
(E24系列)※2
GMR100 6432
<2512>
3W<110℃>
★ 5W<110℃>
★ 7W<70℃>
0~+25 5
±20 10~220
(E24系列)※2

GMR320
7142
<2817>
7W<110℃>
10W<70℃>
0~+25 5
±25 10~100
(E24系列)※2

☆ :研發中(電阻值不同研發計畫也不同,如欲進一步瞭解詳情,請另行諮詢)
★ :驗證中
※1 :+20℃~+60℃
※2 :電阻值不同研發計畫也不同,如欲進一步瞭解詳情,請另行諮詢。

Power SupplyIC Technical Materials Free Download