ZHCAE55 July 2024 INA700

3 性能和功能

當(dāng)使用相應(yīng)設(shè)計(jì)來(lái)測(cè)量電流、功率、電壓或能量時(shí)，可以采用帶分流電阻器的數(shù)字功率監(jiān)測(cè)器或采用 EZShunt? 器件。對(duì)于第一種方案，數(shù)字功率監(jiān)測(cè)器可以有一定的精度，但添加分流電阻器可能會(huì)增加誤差源，包括分流漂移和容差百分比。各分流電阻器中這些誤差源的值可能會(huì)因成本和后續(xù)性能而異。

為了對(duì)照 EZShunt? 技術(shù)和傳統(tǒng)設(shè)計(jì)組合來(lái)分析這種性能，我們從三個(gè)不同的供應(yīng)商選擇了可在溫度范圍內(nèi)支持高達(dá) 15A、25A 和 50A 電流的不同電阻器（成本和性能各不相同），并收集了基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。然后，這些電阻器與數(shù)字功率監(jiān)測(cè)器進(jìn)行配對(duì)，提供與相應(yīng) EZShunt? 器件相似的性能、功能和成本。雖然各電阻器根據(jù)具體參數(shù)進(jìn)行分類(lèi)，但 9 種選定產(chǎn)品中的每種產(chǎn)品都有總共 20 個(gè)電阻器在未焊接狀態(tài)下進(jìn)行了手工測(cè)量，50% 的電阻器通過(guò)手工焊接和回流焊法焊接后在 0.5A 電流下進(jìn)行了測(cè)試。各電阻器均采購(gòu)自多個(gè)供應(yīng)商以確保多樣性，并在 125°C、95°C、60°C、25°C、0°C 和 -40°C 溫度條件下進(jìn)行測(cè)量。由檢測(cè)電阻器產(chǎn)生的主要誤差源可分為容差百分比和漂移兩類(lèi)。

使用歐姆定律計(jì)算出各電阻器的容差百分比：

方程式 1.

R = \frac{V}{I}

其中，不同額定溫度下的電壓是在系統(tǒng)上施加 0.5A 電流且處于未焊接狀態(tài)時(shí)測(cè)得的。隨后將計(jì)算得出的電阻值與分流器的標(biāo)稱(chēng)電阻值進(jìn)行比較來(lái)測(cè)量容差百分比。

同時(shí)，可使用以下公式計(jì)算漂移：

方程式 2.

D r i f t = \frac{(\frac{R_{2} - R_{1}}{T_{2} - T_{1}})}{R_{N o m i n a l}}

其中，R₂ 是在 125°C 下測(cè)得的電流，R₁ 是在 -40°C 下測(cè)得的電流，T₂ 為 125°C，T₁ 為 -40°C，R_Nominal 等于標(biāo)稱(chēng)分流電阻值。

此外，還根據(jù)室溫 (25°C) 和 125°C 下的電流與總誤差間的關(guān)系對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行交叉檢查。分立式設(shè)計(jì)和 EZShunt? 設(shè)計(jì)的總誤差均根據(jù)以下公式計(jì)算得出：

方程式 3.

C_{R S S} (%) \approx \sqrt{{V_{O S}}^{2} + C M R R^{2} + P S R R^{2} + G a i n_E r r o r^{2} + L i n e a r i t y^{2} + S h u n t_T o l e r a n c e^{2} + B i a s_C u r r e n t^{2}}

要計(jì)算總誤差，只需考慮典型用例：兩種設(shè)計(jì)的主要誤差源均為增益誤差、增益漂移、失調(diào)電壓誤差和溫漂。