分流电阻器和AKM Currentier™

2026-04-03
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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)。




使用分流法时的电路图




使用AKM Currentier™时的示意图




结语:


分流电阻+绝缘放大器/绝缘ADC这种检测方法的优点是原理非常简单,但需要考虑发热和绝缘的问题。


而AKM电流传感器Currentier™的发热量低,不需要绝缘电源,因此无需担心散热设计和电源布线。








































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