罗姆 | 大功率、低阻值检流电阻器的基础与应用

发布时间:2023-08-16 11:51
作者:AMEYA360
来源:网络
阅读量:2544

  检流电阻器的基础知识电路中的电流检测技术多种多样。其中最简单和最常见的方法之一是使用专用的检流电阻器。如下图所示,这种电阻器有两种用法。其一是图左侧的分流配置,其中大部分电流流经检流电阻器,而已知比例的电流流经电流表。该比例是已知电流表电阻和已知分流电阻的比例函数,因此可以计算出电路中的总电流。其二是图右侧的串联感测拓扑结构,其中所有电流都流经阻值较低的检流电阻器,再用高阻抗万用表测量其两端的电压。这样,电路中的总电流就可以运用欧姆定律轻松计算出来。

罗姆 | 大功率、低阻值检流电阻器的基础与应用

  很明显在这两种检流电阻拓扑中,电阻器会以热量的形式损耗部分功率。为了尽量减少功率损耗,应该尽量缩小检流电阻器的尺寸,不过这样会增加检测电路中的噪声。为实现令人满意的设计性能,必须谨慎权衡检测精度与功耗。

  在选择检流电阻器时,还必须根据高温条件下的二阶效应仔细衡量。器件本身的电阻值会随着温度的升高而增大,如果电阻器无法得到充分冷却,那么必须考虑到在检测过程中的这种非理想状态。同样,当检流电阻器发热升温,达到特定温度后,必须降低容许的总功率损耗。通过仔细选择电阻器结构、封装几何结构和PCB布局等,可减轻温升所带来的不良影响。

  检流电阻器的应用检流电阻器可用在从低电流穿戴式设备到大功率电动汽车等众多应用中。然而,无论在哪种应用中,都适用一些通用的原则。选择电阻器时必须考虑合适的阻抗和检测范围。此外,还要全面考虑电阻因发热而产生的功率损耗问题。下图展示了两种常见的应用,一种用于电流较大的多相电机驱动器,另一种用于低电流的电池监控器。

罗姆 | 大功率、低阻值检流电阻器的基础与应用

  在图2左侧的电机驱动电路中,检流电阻器用于监测经过低边晶体管流经电机绕组各相的电流。差分放大器用于检测感应电压并将其馈送至控制器IC中的模数转换器(ADC)。控制器IC使用该电压反馈来计算电机电流的大小和相位,进而控制晶体管驱动器的时序。

  在图2右侧的电池监控电路中,通过专用电池管理IC上的ADC来测量流入和流出锂电池组的电流。这通常用来控制电池的充电,让充电过程遵照特定电流曲线。此外,同一电阻器也可以用来检测电池释放的总电量,为上游用户界面提供剩余电量读数。

  大功率检流电阻器的分类检流电阻器有两种不同的制造方式。第一种是基于传统的厚膜电阻结构,如下图所示,即在陶瓷衬底上印刷电阻膏经过烧结后,用激光调阻使电阻达到目标阻值,再经过涂装和组装,最终制成表面贴装型电阻器。

罗姆 | 大功率、低阻值检流电阻器的基础与应用

  第二种方式是使用金属合金作为电阻结构,将其直接焊接到接触电极上。合金配方对于确定阻值及其热特性至关重要。这种电阻结构具有出色的功率和热性能表现,但其制造成本较高。下图给出了一个示例。

罗姆 | 大功率、低阻值检流电阻器的基础与应用

  除基本结构不同外,检流电阻器还具有多种封装形式,以满足不同的应用需求。传统的Top Mount封装形式成本最低,但额定功率也最低。Rear Mount封装形式可以使电阻元件与下层PCB之间直接接触散热,散热性能更出色。最后,长边电极型电阻则采用反向长宽比,这更大程度地扩大了引脚表面积。引脚可以提供良好的散热路径,因此在所有检流电阻器中这类产品的额定功率最高。

  ROHM的大功率检流电阻器产品阵容ROHM提供了丰富的产品阵容,可以满足各种应用对额定功率和电阻值等性能变量的不同需求。下图展示了ROHM的各系列分流电阻器及其性能范围。

罗姆 | 大功率、低阻值检流电阻器的基础与应用

  在金属板型分流电阻器领域,ROHM拥有PSR、GMR、PML和PMR系列产品。PSR系列主要是0.1mΩ~3mΩ范围的大电流、超低阻值电阻器。GMR系列支持5mΩ~220mΩ的更大阻值范围,并具有优异的温度特性。PM(PML和PMR)系列涵盖的阻值范围更宽,是适用于低功率应用的通用设计。

  在厚膜分流电阻器领域,ROHM推出了LTR/LHR和UCR系列产品。LTR/LHR系列电阻器是1W~4W的低功率产品,具有优异的温度特性。LTR/LHR系列进一步优化了温度特性,仍然专注于低功率应用领域。而UCR系列则是适用于0.5W以下应用的通用产品。

  ROHM开发并确立了一系列创新型结构和设计技术,打造出性能显著优于普通产品的出色产品群。例如GMR系列电阻器的热性能,通过采用ROHM自有的触点结构和特有的合金材料,实现了出色的温度系数。相较于普通产品,在3W功耗耗散功率条件下ROHM产品的表面温度降低了57%。这使得在设计阶段就可以采用更低的温度降额,从而可以节省空间并降低成本。

  不仅如此,ROHM还开发出特殊的封装技术,例如长边电极和背面贴装(face-down)技术。如下图所示,长边电极产品优化了散热路径,通过接触散热将热量释放到周围路径中,这样就可以获得更高的额定功率并改进温度降额曲线。

罗姆 | 大功率、低阻值检流电阻器的基础与应用

  结语检流电阻器是用来监控众多电子设备中的电流的常见电路元件。ROHM已经开发出多种材料、结构和封装技术,打造了丰富的检流电阻器产品阵容,支持从低功率的通用设计到大电流高精度配置的各种应用领域。用户可根据总功率、总阻值和温度系数,在厚膜拓扑和金属拓扑结构中进行选择。在这些系列产品中,ROHM通过优化长宽比和封装结构,致力于更大程度地降低总成本并减少电路板面积,同时更大程度地提高性能。

(备注:文章来源于网络,信息仅供参考,不代表本网站观点,如有侵权请联系删除!)

在线留言询价

相关阅读
罗姆将携电动交通与工业领域的最新解决方案亮相PCIM Europe 2025
  中国上海,2025年4月22日——全球知名半导体制造商ROHM(总部位于日本京都市)今日宣布,将于2025年5月6日至8日参加在德国纽伦堡举办的PCIM(PCIM Expo & Conference)展览会暨研讨会。该展会是电力电子、智能运动、可再生能源及能源管理领域的国际顶级盛会。罗姆将在9号馆304展位展示与知名合作伙伴的参考项目及其封装设计与评估板的技术演进。  罗姆半导体欧洲总裁Wolfram Harnack表示:“德国纽伦堡的PCIM 2025是电力电子领域创新与突破的盛会。在这里,业内前沿人才汇聚一堂,共同擘画电动交通和工业应用的未来蓝图。我们将展示出色的客户应用案例,全方位展现罗姆产品的卓越潜力。无论是光伏行业还是电动交通领域,罗姆都将积极参与。我们很期待在现场与客户共同探讨未来的关键项目。”  罗姆在PCIM Europe 2025上的亮点预览:  罗姆的车载产品:罗姆将展出一款采用TRCDRIVE pack™的逆变器产品,该产品内置罗姆二合一SiC塑封型模块。罗姆与法雷奥(Valeo)自2022年起始终保持合作,双方在合作初期以技术交流为切入点,致力于共同提升电机逆变器的性能和效率。而电机逆变器是电动汽车(EV)和插电式混合动力汽车(PHEV)动力总成系统的关键部件。  罗姆展位上还将展出电动交通应用中必不可少的车载充电器(OBC)电源解决方案。其中包括适用于OBC的新型EcoSiC™塑封型功率模块,以及采用罗姆功率半导体器件的OBC应用案例。        罗姆的Power Eco Family产品:“Power Eco Family”品牌理念整合四大功率半导体产品矩阵,旨在通过提高应用产品的性能,推动可持续生态系统的发展。罗姆将在展位上展示自有的解决方案与案例研究。  其中的应用案例之一是新型GaN产品群——罗姆EcoGaN™系列中的650V耐压的TOLL封装GaN HEMT已被日本知名电子元器件、电池和电源制造商村田制作所集团旗下的子公司Murata Power Solutions用于其AI服务器电源。Murata Power Solutions的5.5kW AI服务器电源通过内置罗姆低损耗且高速开关性能优势兼具的GaN HEMT,实现了效率提升与小型化的双重突破。了解更多信息,请参阅AMEYA360发布的相关新闻。   Power Eco Family系列的详情如下:  · EcoSiC™是采用因性能优于Si而在功率元器件领域备受关注的SiC的元器件品牌。  · EcoGaN™是通过更大程度地发挥GaN的低导通电阻和高速开关性能,助力应用产品进一步节能和小型化的罗姆GaN器件。该系列产品有助于应用产品进一步降低功耗、实现外围元器件的小型化、减少设计时间和元器件数量等。  · EcoIGBT™是罗姆开发的非常适用于功率元器件领域对耐压能力要求高的应用的IGBT,是包括器件和模块在内的品牌名称。  · EcoMOS™是罗姆专为功率元器件领域的对节能要求高的应用设计的Si功率MOSFET产品的品牌。  在展会期间,罗姆的电源专家将参与多场研讨会和会议演讲。此外,还将在PCIM Europe 2025上展示海报。  更多关于罗姆在PCIM Europe 2025上的重点展示内容,请访问:‍https://www.rohm.com/pcim‍  [注] *EcoSiC™、EcoGaN™、EcoIGBT™、EcoMOS™和TRCDRIVE pack™是ROHM Co., Ltd.的商标或注册商标。  关于罗姆  罗姆是成立于1958年的半导体电子元器件制造商。通过铺设到全球的开发与销售网络,为汽车和工业设备市场以及消费电子、通信等众多市场提供高品质和高可靠性的IC、分立半导体和电子元器件产品。在罗姆自身擅长的功率电子领域和模拟领域,罗姆的优势是提供包括碳化硅功率元器件及充分地发挥其性能的驱动IC、以及晶体管、二极管、电阻器等外围元器件在内的系统整体的优化解决方案。  了解更多信息,请点击访问罗姆官网:https://www.rohm.com.cn/。
2025-04-22 17:24 阅读量:239
马自达与罗姆开始联合开发采用下一代半导体的汽车零部件
  ~通过GaN功率半导体的社会应用,助力汽车技术创新~  Mazda Motor Corporation(以下简称“马自达”)与ROHM Co., Ltd.(以下简称“罗姆”)开始联合开发采用下一代半导体技术——氮化镓(GaN)功率半导体的汽车零部件。  (左)马自达董事、专务执行官兼CTO 广濑一郎/(右)罗姆董事、专务执行官 东克己  马自达与罗姆自2022年起,在“针对电驱动单元的开发与生产合作体系”中,一直在推进搭载碳化硅(SiC)功率半导体的逆变器的联合开发。此次,双方又着手开发采用GaN功率半导体的汽车零部件,旨在为下一代电动汽车打造创新型汽车零部件。  GaN作为下一代功率半导体材料备受瞩目,与传统的硅(Si)基功率半导体相比,其不仅能够抑制功率转换过程中的损耗,还可高频驱动,有助于实现产品的小型化。  双方将充分利用这些特点,将其转化为整车的总布置、轻量化及设计方面的创新型解决方案。双方计划在2025年度内将这一理念落地,并通过Demo车进行试验,力争在2027年度投入实际应用。  马自达 董事、专务执行官兼CTO 广濑一郎 表示:“在迈向碳中和的过程中,电动化进程加速,罗姆凭借其卓越的半导体技术和先进的系统解决方案构建能力,致力于创造可持续出行的未来社会。我们非常高兴能够与罗姆在电动汽车零部件的开发与生产方面进行合作,双方将携手并进,致力于共创半导体元器件与汽车双向直联的新价值链。马自达将通过与志同道合的合作伙伴企业之间的合作,向客户提供在电动汽车中也能畅享驾驭魅力的、充满‘驾乘乐趣’的产品。”  罗姆 董事兼专务执行官 东克己 表示:“非常高兴能够与致力于追求‘驾乘乐趣’这一汽车本质魅力的马自达合作,共同面向电动汽车领域开发汽车零部件。支持高频工作的罗姆EcoGaN™和能够充分发挥其性能的控制IC相结合的解决方案,是实现节能和小型化的关键。为扩大该解决方案在实际应用,罗姆非常重视与广大企业的合作。在GaN的开发与量产方面,已与众多合作伙伴建立了多样化的合作关系。此次,通过与致力于打造‘与地球及社会共存共生的汽车’的马自达开展联合开发,我们将能够从应用和终端产品开发的角度深入了解对GaN产品的需求,从而为推动GaN功率半导体的普及,进而为创造可持续出行的未来社会做出贡献。”  ・EcoGaN™是 ROHM Co., Ltd.的商标或注册商标。
2025-03-28 15:09 阅读量:353
ROHM罗姆实现业界超高光辐射强度的小型表贴型近红外LED
  全球知名半导体制造商ROHM(总部位于日本京都市)开发出小型顶部发光型表贴近红外 (NIR)*1 LED新产品,非常适用于VR/AR*2设备、工业光学传感器、人体感应传感器等应用。  近年来,在VR/AR设备和生物感测设备等领域,对使用了近红外(NIR)的先进感测技术的需求不断增加。由于这些技术用于眼动追踪、虹膜识别、血流量和血氧饱和度测量等应用,因此对精度的要求非常高。另外,应用产品的小型化、低功耗化以及设计灵活性的提升也备受重视。  此外,在工业设备领域,随着精密打印机控制和自动化系统的发展,近红外LED的作用日益重要。在这种背景下,ROHM通过提供小型封装和各种波长的丰富产品群,助力提高设计灵活性,并扩大客户的选择范围;同时通过实现更高的光辐射强度,助力实现更高精度和更加节能的应用产品。  新产品共有3种封装,6款型号。超小(1.0×0.6mm)超薄(0.2mm)的PICOLED™系列*3有“SML-P14RW”和“SML-P14R3W”2款型号。业界标准尺寸(1.6×0.8mm)系列有窄指向角的圆透镜型“CSL0902RT”和“CSL0902R3T”以及宽照射范围的平透镜型“CSL1002RT”和“CSL1002R3T”共4款型号。每种封装都有850nm(SML-P14RW为860nm)和940nm两种波长,用户可根据应用需求进行选择。  850nm波长与光电晶体管和相机感光元件之间的兼容性非常好,适用于VR/AR眼动追踪和物体检测等追求高灵敏度的应用,而940nm波长不易受阳光影响,发光时不会呈现红色,因此适用于人体感应传感器等应用。此外,在脉搏血氧仪等生物感测应用中,还可用于测量血流量和血氧饱和度(SpO₂)。  光源采用了源于ROHM自主生产制造优势的自有技术,配备了对发光层结构进行了优化的NIR元件。通过这一技术,实现了在小型封装中难以实现的业界超高光辐射强度*4。例如,“SML-P14RW”与同为1006尺寸的普通产品相比,在相同电流值条件下可以实现约1.4倍的光辐射强度,而在相同光辐射强度下,功耗可以降低约30%。这不仅提高了感测精度,还可以降低应用设备整体的功耗。  新产品已经暂以月产100万个的规模投入量产。前道工序的生产基地为ROHM总部工厂(日本京都市),后道工序的生产基地为ROHM Electronics (Malaysia) Sdn. Bhd.(马来西亚)和ROHM Semiconductor (China) Co., Ltd.(中国)。新产品还支持电商销售,通过Ameya360等电商平台均可购买(样品价格140日元/个,不含税)。未来,ROHM将继续致力于提供支持下一代感测技术的创新光源解决方案,为VR/AR市场和工业设备市场创造新的价值,同时为实现可持续发展社会贡献力量。  小型NIR LED产品阵容  罗姆还可提供接收NIR用的“光电晶体管”。  应用示例  · VR/AR设备(眼动追踪、手势识别)  · 脉搏血氧仪(血流量和血氧饱和度测量)  · 工业光学传感器(物体通过检测、位置检测)、自助收银机(纸币、卡片检测)、便携式打印机(纸张检测)  · 家电遥控器(IR数据通信)、扫地机器人(地面检测)等  电商销售信息  电商平台:Ameya360  产品型号:SML-P14RW、SML-P14R3W、CSL0902RT、CSL0902R3T、CSL1002RT、CSL1002R3T  1枚起售  术语解说  *1)近红外(NIR:Near Infrared)  波长范围为780nm~1000nm。主要用于传感器、通信和测量领域,适合高精度的距离测量和识别应用。  *2)VR/AR(Virtual Reality:虚拟现实、Augmented Reality:增强现实)  VR是一项可使用显示器或屏幕在封闭的空间中体验逼真现实感的技术。AR是一项使用显示器或屏幕将一些信息融入现实世界的信息中来人为扩展现实世界的技术。这些技术也被统称为“XR(Cross Reality [Extended Reality])”。  *3)PICOLED™系列  ROHM利用元件制造工艺优势开发而成的超小超薄贴片LED系列产品,非常适用于小型便携设备和可穿戴设备。  *4)光辐射强度(Radiant Intensity)  发光器件在特定方向上辐射能量强弱的指标(单位:W/sr),是决定LED输出强度和光接受端的检测性能的重要因素。  注)“PICOLED™”是ROHM Co., Ltd.的商标或注册商标。
2025-03-26 14:17 阅读量:327
ROHM开发出适用于AI服务器等高性能服务器电源的MOSFET
  ~实现业界超低导通电阻和超宽SOA范围~  全球知名半导体制造商ROHM(总部位于日本京都市)面向企业级高性能服务器和AI服务器电源,开发出实现了业界超低导通电阻*¹和超宽SOA范围*²的Nch功率MOSFET*³。  新产品共3款机型,包括非常适用于企业级高性能服务器12V系统电源的AC-DC转换电路二次侧和热插拔控制器(HSC)*⁴电路的“RS7E200BG”(30V),以及非常适用于AI服务器48V系统电源的AC-DC转换电路二次侧的“RS7N200BH(80V)”和“RS7N160BH(80V)”。  随着高级数据处理技术的进步和数字化转型的加速,对支撑数据中心的服务器的需求不断增加。此外,对具有高级计算能力的AI处理服务器的需求也呈增长趋势,预计未来将会持续增长。由于这些服务器需要 24小时不间断运转(始终通电),因此电源单元中使用的多个MOSFET的导通电阻造成的导通损耗,会对系统整体性能和能效产生很大影响。特别是在AC-DC转换电路中,其导通损耗占比较高,因此需要使用导通电阻低的MOSFET。另外,服务器配备了热插拔功能,可以在通电状态下更换和维护内部的板卡和存储设备,在更换等情况下,服务器内部会产生较大的浪涌电流*⁵。因此,更大的安全工作区范围(宽SOA范围)对于保护服务器内部和MOSFET而言至关重要。对此,ROHM新开发出一种DFN5060-8S封装,与以往封装形式相比,封装内部的芯片可用面积增加,从而开发出实现业界超低导通电阻和宽SOA范围的功率 MOSFET。新产品非常有助于提高服务器电源电路的效率和可靠性。  新产品均采用新开发的DFN5060-8S(5.0mm×6.0mm)封装,与以往的HSOP8(5.0mm×6.0mm)封装相比,封装内的芯片可用面积增加了约65%。这使得新产品能够以5.0mm×6.0mm的封装尺寸实现业界超低导通电阻,30V产品“RS7E200BG”的导通电阻仅为0.53mΩ(Typ.),80V产品“RS7N200BH”仅为1.7mΩ(Typ.),非常有助于提高服务器电源电路的效率。  另外,通过优化封装内部的夹片形状设计,提高了散热性能,同时提高了有助于确保应用产品可靠性的SOA范围。尤其是30V产品“RS7E200BG”,其SOA范围达70A以上(条件:脉冲宽度=1ms、VDS=12V时),与以往的HSOP8封装产品相比,在相同条件下SOA范围提高了一倍,从而以5.0mm×6.0mm的封装尺寸实现了业界超高的SOA范围。  新产品已经暂以月产100万个的规模投入量产(样品价格:710日元/个,不含税)。前道工序的生产基地为ROHM Co., Ltd.(日本滋贺工厂),后道工序的生产基地为OSAT(泰国)。另外,新产品已经开始通过电商进行销售。  ROHM计划在2025年内逐步实现也支持AI服务器热插拔控制器电路应用的功率MOSFET的量产。未来, ROHM将继续扩大相关产品阵容,为应用产品的高效运行和可靠性提升贡献力量。  <产品阵容>  <关于EcoMOS™品牌>  EcoMOS™是ROHM开发的Si功率MOSFET品牌,非常适用于功率元器件领域对节能要求高的应用。 EcoMOS™产品阵容丰富,已被广泛用于家用电器、工业设备和车载等领域。客户可根据应用需求,通过噪声性能和开关性能等各种参数从产品阵容中选择产品。  ・EcoMOS™是ROHM Co., Ltd.的商标或注册商标。  <应用示例>  企业级高性能服务器12V系统电源的AC-DC转换电路和HSC电路  AI(人工智能)服务器48V系统电源的AC-DC转换电路  工业设备48V系统电源(风扇电机等)  <电商销售信息>  开始销售时间:2025年2月起  产品型号:RS7E200BG、RS7N200BH、RS7N160BH  <术语解说>  *1)导通电阻(RDS(on))  MOSFET启动时漏极与源极之间的电阻值。该值越小,运行时的损耗(电力损耗)越少。  *2)SOA(Safe Operating Area)范围  元器件不损坏且可安全工作的电压和电流范围。超出该安全工作区工作可能会导致热失控或损坏,特别是在会发生浪涌电流和过电流的应用中,需要考虑SOA范围。  *3)功率MOSFET  适用于功率转换和开关应用的一种MOSFET。目前,通过给栅极施加相对于源极的正电压而导通的Nch MOSFET是主流产品,相比Pch MOSFET,具有导通电阻小、效率高的特点。因其可实现低损耗和高速开关而被广泛用于电源电路、电机驱动电路和逆变器等应用。  *4)热插拔控制器(HSC:Hot Swap Controller)  可在设备的供电系统运转状态下插入或拆卸元器件的、具有热插拔功能的专用IC(集成电路),发挥着控制插入元器件时产生的浪涌电流,并保护系统和所连接元器件的重要作用。  *5)浪涌电流(Inrush Current)  在电子设备接通电源时,瞬间流过的超过额定电流值的大电流。因其会给电源电路中的元器件造成负荷,所以通过控制浪涌电流,可防止设备损坏并提高系统稳定性。
2025-03-06 14:24 阅读量:408
  • 一周热料
  • 紧缺物料秒杀
型号 品牌 询价
RB751G-40T2R ROHM Semiconductor
MC33074DR2G onsemi
TL431ACLPR Texas Instruments
CDZVT2R20B ROHM Semiconductor
BD71847AMWV-E2 ROHM Semiconductor
型号 品牌 抢购
ESR03EZPJ151 ROHM Semiconductor
IPZ40N04S5L4R8ATMA1 Infineon Technologies
BU33JA2MNVX-CTL ROHM Semiconductor
TPS63050YFFR Texas Instruments
STM32F429IGT6 STMicroelectronics
BP3621 ROHM Semiconductor
热门标签
ROHM
Aavid
Averlogic
开发板
SUSUMU
NXP
PCB
传感器
半导体
相关百科
关于我们
AMEYA360微信服务号 AMEYA360微信服务号
AMEYA360商城(www.ameya360.com)上线于2011年,现 有超过3500家优质供应商,收录600万种产品型号数据,100 多万种元器件库存可供选购,产品覆盖MCU+存储器+电源芯 片+IGBT+MOS管+运放+射频蓝牙+传感器+电阻电容电感+ 连接器等多个领域,平台主营业务涵盖电子元器件现货销售、 BOM配单及提供产品配套资料等,为广大客户提供一站式购 销服务。

请输入下方图片中的验证码:

验证码