请教关于电流采样电阻发热和温漂的问题

MCUStudent · 发表于 2022-2-11 11:19:37

想DIY一个数控稳压电源，构思了一个大体的框架。因为没有基础需要一边学一边实验，一步步的完成单个的单元电路。现正在做电流
取样测试实验

。据我见到的电流取样方案基本都是在输出回路中串联低阻值电阻对输出电流取样，然后进行放大处理。我也采用此方案。开始是采用0.1欧10W的电

阻取样，取样信号经运放处理后供给各个需要的部分。用0.1欧10W电阻，发现电流在1A时就已经有很大的温飘了，压降已经达到0.14V了。后又换上

0.1欧50W和0.1欧200W的电阻但收效甚微，后用电度表里的分流器，大电流时发热很低，但在小电流时压降信号极低以致出现干扰不能完成正确的电

流采样。

我看到的这方面的电路资料或讲解也都没有作其它处理和着重介绍，只是说电流用0.1欧电阻采样。我想不明白他们没有遇到过我这样的问题吗？还

是我误入了哪个方面的误区自己解不出来？

我想知道
1:如果为了克服电阻发热引起的温漂和阻值增大而采用极低阻值电阻时，经实验发现小电流取样时信号不稳定，且经过放大后小电流信号和大电流信

号不成比例。小电流的取样如何做到正确的反映需要电量参数。
2:如果为了能采集到的电流更稳定的电压信号，采用偏大的阻值是如何克服因电阻发热引起的温漂和阻值增大而使取样信号与实际严重偏离。
3:也知道有采用霍尔电流传感器的方案，但我观察还是用采样电阻的方案居多，电路形式也很简单。再者对此也不熟悉。所以不打算采用此方案。
4：另外电度表是怎样对宽范围电流取样的呢？小到几毫安大到几十个安培。只想有一个了解，太深的也理解不了。

坛里的老师有遇到过如此问题吗，怎么处理的？希望老师们不吝赐教！在此表示感谢！！！

另附：
0.1欧 50W黄金铝壳电阻

取样电流取样压降
  10mA  -- 1.0mV
  20mA  -- 2.0mV
  50mA  -- 5.0mV
  70mA  -- 7.0mV
100mA  -- 10mV
  0.3A  -- 30.5mV
  0.5A  -- 50.2mV
  0.7A  -- 70.8mA
1A  -- 101.7mV
  1.5A  -- 153.2mV

电度表分流器（阻值约为0.6毫欧）

取样电流取样压降
  0.3A  -- 0.2mV  (万用表只能显示到0.1mV了)
  0.5A  -- 0.3mV
1A  -- 0.6mV
2A  -- 1.2mV
3A  -- 1.8mV


到目前为止我还没有想到比较好的解决方案，请各位老师不吝赐教，谢谢！


请问各位老师在制作稳压电源时电流取样采用的什么方案啊？或当前比较成熟适合DIY的方案，电流当然是越大越好。

luybpotter · 发表于 2022-2-11 11:22:58

用1毫欧的吧，再采样放大→ADC，运放的电阻需要用1%以上精度。

luybpotter · 发表于 2022-2-11 11:24:01

坛子里不是有春风电源吗？照着春风电源的来做啊

ziruo2002ab · 发表于 2022-2-11 11:49:54

本帖最后由 ziruo2002ab 于 2022-2-11 11:51 编辑

增加准确度有两路径，一个是增大电阻，一个是增强运放的精密程度，显然后者容易得多
另外一个问题是，要选择特殊的低温漂的电阻，比如康铜丝，还有Ohmite的（人家卖的贵绝对是有道理的）
当然，me不是做电源的，门外之见哈

carvenl · 发表于 2022-2-11 12:22:26

用0.1欧10W电阻，发现电流在1A时就已经有很大的温飘了，压降已经达到0.14V了。

才0.1W就温漂？这明显不是温漂的问题，有测过电阻的温度吗，不烫手就没问题。

gaolf_2012 · 发表于 2022-2-11 14:52:33

那种黄金电阻当假负载还行,不能当作采样电阻,应该使用豪欧级的合金电阻,温飘小

locky_z · 发表于 2022-2-11 15:39:37

你要找不加散热器就能工作在标称功率的电阻。
黄金电阻要加散热器才能达到标称功率，不加散热器其实相当于2.5W水泥电阻。而普通10W水泥电阻，0.2W根本不会感觉到有热量的。

MCUStudent · 发表于 2022-2-11 16:30:41

luybpotter 发表于 2022-2-11 11:22
用1毫欧的吧，再采样放大→ADC，运放的电阻需要用1%以上精度。

就是因为阻值太低了，电流在毫安级时导致采样信号会受到干扰造成不稳定，个人制作难度太大。如贴里用电度表分流器实验就是这样的。谢谢！

MCUStudent · 发表于 2022-2-11 16:34:42

ziruo2002ab 发表于 2022-2-11 11:49
增加准确度有两路径，一个是增大电阻，一个是增强运放的精密程度，显然后者容易得多
另外一个问题是，要选 ...

目前只是学习实验阶段，只想做一些基础的学习和测试试验，等有一定经验后再做难度稍高一点的，谢谢！

MCUStudent · 发表于 2022-2-11 18:09:30

carvenl 发表于 2022-2-11 12:22
用0.1欧10W电阻，发现电流在1A时就已经有很大的温飘了，压降已经达到0.14V了。

才0.1W就温漂？这明显不是 ...

我一直也觉得这不应该是个问题，因为我看好多资料里都是这么用的，也没用什么特殊之处。之前做了好多实验，1A以下是用稳压电源，1A以上用的电脑电源，数据记录太乱了，明天再测试一下。谢谢！

MCUStudent · 发表于 2022-2-11 18:14:23

gaolf_2012 发表于 2022-2-11 14:52
那种黄金电阻当假负载还行,不能当作采样电阻,应该使用豪欧级的合金电阻,温飘小 ...

我看好多资料里都是用的零点几欧的水泥电阻，先不给自己增加难度，有经验了再做精度高一些的。谢谢！

MCUStudent · 发表于 2022-2-11 18:16:47

locky_z 发表于 2022-2-11 15:39
你要找不加散热器就能工作在标称功率的电阻。
黄金电阻要加散热器才能达到标称功率，不加散热器其实相当于2 ...

我也这么想的，明天再做一些测试看看，谢谢！

zpywz · 发表于 2022-2-11 19:16:16

国产金黄壳水泥电阻，我也碰到过温漂是很大的，
之前拿来做负载，8Ω的温度一上去，就变成10多Ω了。
按理说不应该这样，没想明白是为什么。

kdtcf · 发表于 2022-2-12 10:29:05

电流采样电阻的选取,要考虑几个问题
1.关于阻值选取,肯定是阻值取的大,反馈环路更稳定,但是阻值大了,功耗就大了,温漂导致电流精度变差
2.关于功率选取,功率越大的电阻,散热越好,工作的时候温升就小,但是功率大的采样电阻价格很贵,体积也很大
3.关于电阻温漂,采样电阻温漂越低,温度对精度影响越小,但是温漂低的电阻很贵,例如5W的采样电阻,25ppm的采样电阻就要几块钱,5ppm的采样电阻就要一两百块了
那么怎么来选取这个电阻呢,还是挺麻烦的,同时考虑阻值,功率,温漂,成本,这几方面折中考虑吧,实验和计算过程太麻烦
我的经验是,常用可调电源的电流是5A左右,采样电阻取0.05Ω,功率5W,温漂25-50ppm,价格5元左右,是性价比最高的.

redroof · 发表于 2022-2-12 12:23:46

本帖最后由 redroof 于 2022-2-12 12:28 编辑

kdtcf 发表于 2022-2-12 10:29
电流采样电阻的选取,要考虑几个问题
1.关于阻值选取,肯定是阻值取的大,反馈环路更稳定,但是阻值大了,功耗就 ...

其实因为冬天到夏天的环境温度已经会变化几十度，所以只要你不是要求用户必须在空调房里使用的精密仪器，就没必要刻意降低采样电阻的自身发热，只要降到一二十度内就够了。更低的自发热也不能提升你的精度，因为标称精度必须是冬天和夏天都满足的。这个温差比自发热大多了。
你的经验值，5安，0.05欧，功率是1.25瓦，对5瓦的电阻差不多就是一二十度的温升。想再提高精度就得换个温漂更低的电阻了，只降阻值已经无效了。

luybpotter · 发表于 2022-2-12 15:29:22

本帖最后由 luybpotter 于 2022-2-12 15:31 编辑

https://www.amobbs.com/thread-5654723-1-1.html
https://www.amobbs.com/thread-4132824-1-1.html

MCUStudent · 发表于 2022-2-12 18:22:01

zpywz 发表于 2022-2-11 19:16
国产金黄壳水泥电阻，我也碰到过温漂是很大的，
之前拿来做负载，8Ω的温度一上去，就变成10多Ω了。
按理 ...

就是这个样子的，随着温度的升高阻值会变大的，尤其是精度不高误差又大的电阻。谢谢！

MCUStudent · 发表于 2022-2-12 18:31:21

kdtcf 发表于 2022-2-12 10:29
电流采样电阻的选取,要考虑几个问题
1.关于阻值选取,肯定是阻值取的大,反馈环路更稳定,但是阻值大了,功耗就 ...

正是在参考春风老师的电源资料学习，我再多做些实验测试相信一定能找到性价比高的电阻及方案，谢谢春风老师的建议，谢谢！

MCUStudent · 发表于 2022-2-12 18:34:39

redroof 发表于 2022-2-12 12:23
其实因为冬天到夏天的环境温度已经会变化几十度，所以只要你不是要求用户必须在空调房里使用的精密仪器， ...

我再多做一些实验测试，对比一下。谢谢！

akey3000 · 发表于 2022-2-12 19:13:23

电源搞好了，有前途

1a2b3c · 发表于 2022-2-12 20:03:48

学真的仪器那样，温度较准呗，这样即使温度敏感度再高的采样端都无所谓了，只要器件不坏

MCUStudent · 发表于 2022-2-12 20:09:35

luybpotter 发表于 2022-2-12 15:29
https://www.amobbs.com/thread-5654723-1-1.html
https://www.amobbs.com/thread-4132824-1-1.html

这两个主题都在学习和参考，谢谢提供资料！

MCUStudent · 发表于 2022-2-12 20:11:14

akey3000 发表于 2022-2-12 19:13
电源搞好了，有前途

哈哈，才初步的学习。

MCUStudent · 发表于 2022-2-12 20:13:25

1a2b3c 发表于 2022-2-12 20:03
学真的仪器那样，温度较准呗，这样即使温度敏感度再高的采样端都无所谓了，只要器件不坏 ...

要求不高，刚开始起步，以学习为主。

MCUStudent · 发表于 2022-2-14 13:13:17

本帖最后由 MCUStudent 于 2022-2-14 13:30 编辑

在等新买的电阻，因为之前做的测试记录有些乱，就又做了一组测试数据。
图片上传不成功，把结果记录一下吧。

测试条件：0.1欧 100W 金色铝壳电阻  加散热器

电流（A）             压降（V）
   3.09                   0.311
   5.08                   0.526
   5.15                   0.532
   6.99                   0.745
   7.65                   0.816

看结果在5A之下还是可以接受的。5A肯定就不行了。电阻到了之后再做一组测试。

cnxh · 发表于 2022-2-15 08:03:02

本帖最后由 cnxh 于 2022-2-15 08:04 编辑

为什么不用电度表的分流器试一下,看看是不是有其它原因

MCUStudent · 发表于 2022-2-16 10:45:45

1a2b3c 发表于 2022-2-12 20:03
学真的仪器那样，温度较准呗，这样即使温度敏感度再高的采样端都无所谓了，只要器件不坏 ...
(引用自21楼)

才开始学习，由简到难吧，先一步一个脚印的学。谢谢！

ibmx311 · 发表于 2022-2-16 10:57:15

铜合金是博士后的课题，新中国建国几十年没多少成就，有精度的东西比别人差25年以上。标准电阻都背着1公斤以上的油和巨大的油桶，更不要说装机用的东西了。检流电阻国产的始终没做好过并且10年内不会有突破

MCUStudent · 发表于 2022-2-20 19:18:34

cnxh 发表于 2022-2-15 08:03
为什么不用电度表的分流器试一下,看看是不是有其它原因
(引用自26楼)

1楼下半部分就是电表分流器的测试数据，因阻值太低做小电流实验时测量有困难，不太方便。谢谢！

redroof · 发表于 2022-2-20 21:26:33

MCUStudent 发表于 2022-2-20 19:18
1楼下半部分就是电表分流器的测试数据，因阻值太低做小电流实验时测量有困难，不太方便。谢谢！ ...
(引用自29楼)

从测量结果看，那个分流器的线性就很好啊。

cnxh · 发表于 2022-2-21 13:39:36

MCUStudent 发表于 2022-2-20 19:18
1楼下半部分就是电表分流器的测试数据，因阻值太低做小电流实验时测量有困难，不太方便。谢谢！ ...
(引用自29楼)

那为什么不多拿几个,串起来试一下

tomzbj · 发表于 2022-2-21 15:00:34

一个大电阻加一个小电阻串联, 大电阻并肖特基, 小电流时用大电阻的压降, 大电流时改用小电阻的压降就行了.

lusir · 发表于 2022-2-21 16:54:57

tomzbj 发表于 2022-2-21 15:00
一个大电阻加一个小电阻串联, 大电阻并肖特基, 小电流时用大电阻的压降, 大电流时改用小电阻的压降就行了. ...
(引用自32楼)

专业

MCUStudent · 发表于 2022-3-16 09:56:23

本帖最后由 MCUStudent 于 2022-3-16 10:04 编辑

哈哈！咱到不了那个高度，只是初级的学习。

之前上传不了图片，想练习一下如何上传，现在能上传了又清除不了，哪位指导一下，谢谢！

MCUStudent · 发表于 2022-3-16 10:09:58

cnxh 发表于 2022-2-21 13:39
那为什么不多拿几个,串起来试一下
(引用自31楼)

我怎么感觉问题越来越复杂了，我只是想检测一下电流的大小，是不是我的要求的精度太高钻牛角尖了？谢谢指导。

MCUStudent · 发表于 2022-3-16 10:20:34

tomzbj 发表于 2022-2-21 15:00
一个大电阻加一个小电阻串联, 大电阻并肖特基, 小电流时用大电阻的压降, 大电流时改用小电阻的压降就行了. ...
(引用自32楼)

我先把当前的电路做好再试这个方案。谢谢指导。

请教关于电流采样电阻发热和温漂的问题

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