小型大额定功率的电流检测用贴片电阻器GMR50介绍

陈伟 2023-02-09 767

模拟技术

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描述

什么是电流检测用电阻器（分流电阻器）

电流检测用电阻器（分流电阻器）是用来检测电流的电阻器，电流检测用电阻器和分流电阻器的含义基本相同。以往与电流表并联插入的电阻器称为“分流电阻器”，近年来在电流路径中串联插入、遵循欧姆定律（根据电阻引起的压降求出流过的电流值）的检测用电阻器也称为“分流电阻”。它被广泛应用于各种电机和电源电路的电流检测，是在R课堂上DC/DC转换器、AC/DC转换器、功率元器件专题中介绍过的电源电路和功率转换电路中也经常使用的部件之一。

检测大电流值时的电流检测用电阻器的阻值通常低至几毫欧～几百毫欧。这是因为利用了压降，例如5A的电流流过10Ω的电阻器时，压降达到50V，这在以5V和12V级电压工作的电路中处理起来并不容易。如果是100mΩ，则5A时的压降变为500mV，可以获得在低电压电路中比较容易处理的电压。电阻值需要根据检测到的电流值和压降的关系来选择，但还需要考虑到压降＝损耗这一点。

另一个需要考虑的因素是额定功率。由于前提是利用电阻引起的压降，因此由电阻值和流过的电流单纯决定了电阻器的损耗功率。电阻器的规格中会给出额定功率，需要选择符合使用条件的额定功率。通常，额定功率越大，电阻器的尺寸也越大。然而，随着近年来小型化需求的增长，对于电流检测用电阻器也提出了额定功率大且尺寸小的要求。

在使用电流检测用电阻器时，电阻值、额定电流、尺寸是重要的考虑因素，而精度（容许误差）和温度系数等也是必须考虑的因素。

电流检测用电阻器GMR50的亮点

以5.0×2.5mm尺寸实现业界超高的额定功率4W（引脚温度TK＝90℃时）

通过改善电极结构和优化元件设计，提高了电路板的散热性

与同样是4W额定功率的普通产品相比，安装面积可减少39％

对于过电流负载具有优异的耐久性

即使施加了超过额定功率的负载时，也可保持稳定的电流检测精度

在低阻值范围也实现了优异的电阻温度系数

散热性能显著提升，实现业界超高的额定功率

要想提高电流检测用电阻器的额定功率并实现小型化，就必须确保对于电阻器温升的长期可靠性。GMR50通过改善电极结构和优化元件设计，大幅提高了散热性能。例如，在2W条件下使用5mΩ产品时，与5025尺寸的普通产品相比，表面温升可降低57%。

额定功率高，体积却小巧，更节省空间

GMR50虽然是5.0×2.5mm的小型尺寸，却能在引脚温度TK = 90℃时保证业界先进的4W额定功率，在引脚温度TK= 110℃时也能保证3W的额定功率。比以往的4W额定功率产品小一个尺寸，可减少39％的安装面积，更节省空间。

出色的耐久性，可实现稳定的电流检测

理想的电流检测用电阻器，需要在电路因电源故障/接地故障等导致的大电流流过时，也能确保稳定的电流检测。GMR50具有出色的散热性能，因此与普通产品相比，对过电流负载的耐久性更优异，即使流过超过额定值的过电流，其电阻值的变化也很小，所以可以保持稳定的电流检测精度。

在低阻值范围也实现了优异的电阻温度系数

GMR50的电阻体金属采用高性能合金材料，即使5mΩ的低阻值也可实现0～＋25ppm/℃出色的电阻温度系数（TCR）。受环境温度变化的影响非常小，可实现稳定且高精度的电流检测。

支持热仿真

ROHM正在加强热仿真等方面的设计支持。通过预先估算将当前使用中的部件替换为分流电阻器GMR50后的温升，可以减少设计返工并缩短开发周期。

例如，经确认，与需要并联使用2个以往产品（5025尺寸）的电路相比，使用1个分流电阻器GMR50时也能够抑制产品表面温升。另外，除电阻器之外，ROHM还可以通过包括电源IC、SiC MOSFET及IGBT等外围部件在内的仿真来支持热设计，为客户提供只有综合半导体制造商才有的整体解决方案。

产品阵容

下面的产品阵容包括5.0×2.5mm尺寸的新产品分流电阻器GMR50、6.4×3.2mm尺寸的分流电阻器GMR100、正在开发中的分流电阻器GMR320。

产品名称	尺寸简称 (mm)	额定功率	电阻值容许差	电阻温度系数 TCR (ppm/℃)※1	电阻值范围（mΩ）	使用温度范围（℃）
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

☆ ：开发中（电阻值不同开发计划也不同，如欲进一步了解详情，请另行咨询）
★ ：验证中
※1 ：＋20℃～＋60℃
※2 ：电阻值不同开发计划也不同，如欲进一步了解详情，请另行咨询。

审核编辑黄宇

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