淺析分流器采樣精度的阻值因素簡(jiǎn)述

        還有十幾天2020年就過(guò)去了，感覺(jué)今年過(guò)得特別快，自己也特別地忙，單說(shuō)公眾號(hào)就更新了將近40篇，對(duì)于我來(lái)講挺不容易的，給自己點(diǎn)個(gè)贊了；同時(shí)也希望某一篇發(fā)文對(duì)大家實(shí)際工作有些幫助。

把上文收尾一下，介紹影響分流器采樣精度的阻值因素。分流器的初始阻值偏差：電阻的初始阻值偏差，這個(gè)大家熟悉，像常用的厚膜電阻（例如0603封裝）一般精度為1％或5％，它是指在常溫下的阻值偏差，出廠后初始阻值偏差就固定了，例如標(biāo)稱(chēng)阻值為100Ω的電阻，常溫下實(shí)際測(cè)量為101Ω，初始偏差為1％。這里插一句，關(guān)于電阻精度，規(guī)格書(shū)中一般會(huì)給一個(gè)精度，其實(shí)這個(gè)是初始的偏差，或者是狹義的精度；而實(shí)際電阻阻值會(huì)受到許多因素的影響，例如下圖（來(lái)自KOA官網(wǎng)）中各個(gè)測(cè)試項(xiàng)目，把這些影響因素都考慮進(jìn)來(lái)后才是真正廣義上面的精度概念。

對(duì)于分流器來(lái)講，當(dāng)然初始偏差越小越好，但是初始偏差可以通過(guò)標(biāo)定來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償，所以分流器的初始精度不需要特別高；某一款分流器的初始偏差如下（下圖來(lái)自ISA）。

電阻溫度系數(shù)TCR：電阻溫度系數(shù)（temperature coefficient of resistance），表示當(dāng)溫度改變1℃時(shí)，電阻阻值的相對(duì)變化，單位為ppm／℃或ppm／K；電阻阻值不是一個(gè)常量，它隨著溫度變化而變化，即溫度漂移，TCR就是用來(lái)描述溫漂程度的一個(gè)量。但是由于TCR是非線(xiàn)性的，為了更加明確溫漂的量值，通常采用平均TCR，其計(jì)算公式如下（圖片來(lái)源于KOA）；T0通常選取25℃（也有選取20℃），而T可正可負(fù)。

某一款分流器的TCR曲線(xiàn)如下圖（來(lái)自于BOURNS），它根據(jù)最大平均TCR（50ppm／K），畫(huà)出了兩條直線(xiàn)，實(shí)際的分流器TCR就在兩條直線(xiàn)之間變化。

參見(jiàn)某一型號(hào)的分流器規(guī)格書(shū)如下（來(lái)自于BOURNS官網(wǎng)），它又包括了兩部分，一個(gè)是電阻合金的，另外一個(gè)是采樣點(diǎn)的；我們發(fā)現(xiàn)采樣點(diǎn)的TCR要比合金大很多，這是因?yàn)椴蓸狱c(diǎn)處包含合金、焊接點(diǎn)和小部分銅，是三者綜合在一起后的TCR。

不幸的是，我們使用分流器時(shí)，真實(shí)的TCR是就是采樣點(diǎn)處的；所以通常為了修正TCR的影響，我們也會(huì)使用標(biāo)定的方法，將TCR的曲線(xiàn)提前獲取并補(bǔ)償?shù)綄?shí)際的計(jì)算中。分流器發(fā)熱問(wèn)題：為了降低溫漂等負(fù)面影響，直接措施就是增加散熱、選取功率大的分流器；除此之外，有些因素也不能忽略。例如分流器與銅排之間的接觸電阻也會(huì)影響熱量的積累（圖片來(lái)自于睿思官網(wǎng)）；這個(gè)接觸電阻與安裝扭矩有關(guān)，一般在一定范圍內(nèi)，扭矩越大，接觸電阻就越小；另外還與分流器表面的鍍層有關(guān)，鍍錫相比鍍鎳、OSP來(lái)講，接觸阻抗會(huì)小些。

另外補(bǔ)充一點(diǎn)，前文介紹過(guò)EMF的機(jī)理，理論上講EMF越小越好；這里談到了發(fā)熱問(wèn)題，就把EMF對(duì)分流器的真實(shí)影響再總結(jié)下：真實(shí)的分流器大家知道，是銅－合金－銅三者的結(jié)合，那么其實(shí)在分流器上會(huì)同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)熱電勢(shì)，而且方向相反。

如果分流器兩端的溫度一致，那么這兩個(gè)熱電勢(shì)會(huì)抵消掉，這樣EMF就不會(huì)有影響；但如果分流器兩端的溫度有差異，那么兩個(gè)熱電勢(shì)抵消后就不為0V，就會(huì)疊加到合金的壓降上面；原理見(jiàn)下圖（圖片來(lái)自于上海上儀公司官網(wǎng)）。

總結(jié)：BMS中應(yīng)用的電阻傳感器，一個(gè)是NTC，另外一個(gè)就是分流器，目前都已經(jīng)把基礎(chǔ)的知識(shí)總結(jié)過(guò)了；對(duì)比一下，二者有一些有趣的差異，例如NTC中就沒(méi)有用TCR，而是用B值，因?yàn)榫褪切枰柚底兓?；以上所有，僅供參考。