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换器拓扑|如何正确使用合适的功率器件以满足工业电源要求( 三 )


一般而言，开始时最好选用在最大电流下使其两端电压降约为 100 mV 的电阻值。经数学计算可知，检测电阻值仅为毫欧级，与其他电路功能中常用的数千欧甚至更大的阻值形成鲜明对比。
确定电阻值后，设计人员就必须选择特定的物理元器件。鉴于电流值的大小，相较于大多数其他电阻器，检测电阻器的额定功率必须相对较大。此外，不只是室温下可提供高精度，而必须采用相应的材料和制造技术以确保较小的电阻温度系数 。TCR 较小时，即使环境温度升高或因自热引起的温度升高，阻值也不会明显变化。
ROHM 的 PSR400ITQFF0L50 分流电阻器正是一个典型范例，充分展示了这类看似简单的无源元件之复杂性。这款 4 W 金属元器件的阻值仅为 500 μΩ±1%。
PSR400ITQFF0L50 看起来只是一块弯曲的金属板，然而物亦不可貌相。这款 5.2 × 10 mm 的元器件由铜和金属氢化物精心混合制成，TCR 仅为 ±175 ppm/℃。该系列的其他电流检测电阻器中，TCR 较之更大或更小者均有。相比之下，常用低成本标准电阻器的 TCR 约为 ±2000 至 ±4000 ppm/℃，是这些超小阻值金属板型大功率分流电阻器的十至二十倍。
在大电流下使用分流电阻器时，必须认真考虑物理安装、散热以及电气连接。对于毫欧级电阻器，开尔文连接所需的四线都必须具有极小的电阻。此外，还须具有物理连接端子，以便产生有效读数且不受连接电阻影响。
总结
鉴于应用环境的压力，工业电源和转换器设计人员在实现性能、成本、空间和可靠性要求方面均面临着一系列独特的挑战。功率水平较高时，还需要考虑能效、散热和封装。此外，栅极驱动器和电流检测问题也需要解决。
在充分考虑应用要求的情况下，上述工业电源核心构件可轻松应对工业级电源和转换器的挑战。
参考资料
ROHM, "AC/DC Converter IC Guidelines"
ROHM, "AC/DC Converter IC Support Page"


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