【導讀】分fen流liu電dian阻zu器qi是shi一yi種zhong插cha入ru電dian路lu中zhong測ce量liang電dian流liu的de精jing密mi元yuan件jian。在zai使shi用yong靈ling敏min表biao頭tou測ce量liang電dian流liu的de電dian流liu表biao中zhong
，將jiang分fen流liu電dian阻zu器qi與yu表biao頭tou並bing聯lian，就jiu可ke以yi將jiang部bu分fen電dian流liu從cong表biao頭tou中zhong“分流”出去。如今，一般通過將電阻器插入電路來進行“分流”，電(dian)阻(zu)器(qi)會(hui)相(xiang)應(ying)地(di)小(xiao)幅(fu)降(jiang)低(di)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)電(dian)流(liu)電(dian)壓(ya)。然(ran)後(hou)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)電(dian)壓(ya)表(biao)或(huo)示(shi)波(bo)器(qi)測(ce)量(liang)該(gai)電(dian)壓(ya)降(jiang)

，並(bing)利(li)用(yong)歐(ou)姆(mu)定(ding)律(lv)將(jiang)測(ce)得(de)的(de)電(dian)壓(ya)除(chu)以(yi)電(dian)阻(zu)值(zhi)，即(ji)可(ke)計(ji)算(suan)得(de)出(chu)流(liu)經(jing)電(dian)路(lu)的(de)電(dian)流(liu)。

分fen流liu電dian阻zu器qi是shi一yi種zhong插cha入ru電dian路lu中zhong測ce量liang電dian流liu的de精jing密mi元yuan件jian。在zai使shi用yong靈ling敏min表biao頭tou測ce量liang電dian流liu的de電dian流liu表biao中zhong，將jiang分fen流liu電dian阻zu器qi與yu表biao頭tou並bing聯lian，就jiu可ke以yi將jiang部bu分fen電dian流liu從cong表biao頭tou中zhong“分流”出去。如今，一般通過將電阻器插入電路來進行“分流”，電(dian)阻(zu)器(qi)會(hui)相(xiang)應(ying)地(di)小(xiao)幅(fu)降(jiang)低(di)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)電(dian)流(liu)電(dian)壓(ya)。然(ran)後(hou)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)電(dian)壓(ya)表(biao)或(huo)示(shi)波(bo)器(qi)測(ce)量(liang)該(gai)電(dian)壓(ya)降(jiang)，並(bing)利(li)用(yong)歐(ou)姆(mu)定(ding)律(lv)將(jiang)測(ce)得(de)的(de)電(dian)壓(ya)除(chu)以(yi)電(dian)阻(zu)值(zhi)
，即(ji)可(ke)計(ji)算(suan)得(de)出(chu)流(liu)經(jing)電(dian)路(lu)的(de)電(dian)流(liu)。

圖 1 可將已知電阻值的分流電阻器與負載串聯，用以測量負載中的電流。通過測量已知分流電阻器兩端的電壓降

，即可利用公式 I = V/R 計算出電流。

分流電阻器的類型

分流電阻器、電流感應電阻器和電流觀察電阻器的工作原理相同，但其性能和預期用途可能有所不同。CVR，jidianliuguanchadianzuqi，shifenliudianzuqidelingyizhongshuofa。tongchangshizhidizhifenliudianzuqi
，juyoushoukongdepinlvxiangyinghefeichangzhunquededianzu，shiyongyujingmidongtaiceliangyingyong。suiran CVR 可以用於產品設計
，但更常用於原型設計或提供臨時測試點。CVR 通常配備包含寄生元件的軟件模型
，便於進行精確模擬。

rushangsuoshu，dianliuganyingdianzuqiyekeyongzuofenliudianzuqi，dangaishuyutongchangzhizuoweichanpinshejizuchengbufendedianzuqi。keyufangdaqijiehe
，yongyuceliangdianzuqiliangduandedianyajiang。kejiehedefangdaqijikeyishidulidedianliuganyingfangdaqi，yekeyishichulixinhaotiaojie、隔離和模數轉換的完全集成的功率監測集成電路。

分流電阻器的特性

分流電阻器通常設計為低電阻，以最大限度地減少電壓降，並盡可能減少通過焦耳效應散熱而產生的 I2R 功率損耗。分流電阻器必須具有足夠的額定功率來承載被測電路中的電流。與任何其他組件一樣，分流電阻器並不是“最佳”選擇，因為電感會減少電流變化，因此串聯電感是一個重要的考慮因素。

設she計ji用yong於yu交jiao流liu測ce量liang的de分fen流liu電dian阻zu器qi通tong常chang采cai用yong扁bian寬kuan外wai形xing。由you於yu趨qu膚fu效xiao應ying，交jiao流liu電dian主zhu要yao在zai導dao體ti外wai表biao麵mian流liu動dong。因yin此ci，設she計ji人ren員yuan通tong常chang選xuan擇ze扁bian寬kuan導dao體ti來lai優you化hua表biao麵mian積ji，保bao持chi較jiao小xiao的de交jiao流liu阻zu抗kang。

由you於yu分fen流liu電dian阻zu的de阻zu值zhi可ke能neng非fei常chang小xiao，以yi至zhi於yu與yu連lian接jie線xian和he接jie觸chu電dian阻zu的de阻zu值zhi相xiang當dang。因yin此ci，一yi些xie分fen流liu電dian阻zu器qi設she計ji了le四si個ge端duan子zi，以yi實shi現xian開kai爾er文wen連lian接jie。這zhe種zhong設she計ji在zai電dian流liu和he電dian壓ya電dian極ji之zhi間jian提ti供gong了le物wu理li分fen離li，消xiao除chu了le連lian接jie線xian和he接jie觸chu電dian阻zu對dui測ce量liang的de影ying響xiang。實shi際ji上shang
，分fen流liu電dian阻zu器qi的de兩liang個ge端duan子zi用yong於yu傳chuan輸shu電dian流liu，另ling外wai兩liang個ge端duan子zi用yong於yu連lian接jie電dian壓ya表biao。由you於yu電dian壓ya表biao具ju有you較jiao高gao的de輸shu入ru阻zu抗kang，所suo以yi能neng夠gou有you效xiao地di消xiao除chu流liu過guo電dian壓ya測ce量liang端duan子zi的de電dian流liu，最zui大da限xian度du地di減jian少shao了le電dian壓ya連lian接jie中zhong任ren何he電dian阻zu的de影ying響xiang。

對設計工程師來說，為 PCB 設計選擇合適的分流電阻器是一項重要任務。在設計過程中，尤其是為大規模生產進行設計時
，他們通常需要在電氣性能
、封裝尺寸
、功率等級甚至單價之間做出權衡。

為幫助您選擇合適的分流電阻器

，以下列出了一些關鍵考慮因素。

準確度和公差：所需的測量精度決定了組件選擇的具體範圍。對於精確測量，應選擇公差小（±0.1% 或更小）的電阻器。在敏感應用中，較大的公差可能會引入誤差。

寄生電感：在(zai)高(gao)頻(pin)電(dian)流(liu)或(huo)電(dian)流(liu)變(bian)化(hua)快(kuai)的(de)測(ce)量(liang)中(zhong)
，一(yi)定(ding)要(yao)考(kao)慮(lv)電(dian)感(gan)。低(di)電(dian)感(gan)電(dian)阻(zu)器(qi)非(fei)常(chang)適(shi)合(he)這(zhe)種(zhong)應(ying)用(yong)場(chang)景(jing)
，因(yin)為(wei)它(ta)們(men)最(zui)大(da)限(xian)度(du)地(di)減(jian)少(shao)了(le)可(ke)能(neng)的(de)測(ce)量(liang)誤(wu)差(cha)，確(que)保(bao)信(xin)號(hao)幹(gan)淨(jing)
、準確。

溫度係數：必須確保電阻器具有較低的溫度係數 (TCR)
，這樣即使在溫度波動的條件下
，也能保持電阻器的穩定性。溫度係數通常與功率耗散因素有關。

電流範圍/額定功率：dianliufanweihegonglvedingzhijunxukaolv。zuidadianliufanweiyijidianzuzhijiangjuedingzuidagonglvhaosan。ciwai，haibixukaolvyaoceliangdezuixiaodianliucha
，quebaofenliudianzuqizugouda
，yichanshengkeceliangdedianyajiang。gonglvdengjitongchanghuijuedingdianzuqidechicunhewaixing。

物理尺寸和外形：無論您需要的是表麵貼裝設計還是通孔設計，您選擇的電阻器都應該滿足上述條件，且適合您的係統可用空間。

分流電阻器的應用

分流電阻器具有設計簡單、成本低和性能高的優點，因此適用於各種應用。它們廣泛應用於以下領域：

• 常規測試與測量：分流電阻器可以嵌入電流表，也可以作為外部設備與被測負載串聯。
• 電源和工業設備：用於電流監測和故障檢測。
• 電機驅動和控製係統：用於測量和調節電流
，優化性能。
• 電動汽車：高精度監測充電和放電電流。
• 移動設備：電流感應電阻器通常用於監測低電流設備的電流消耗。

分流電阻器在電路中的放置位置

在大多數應用中，應將分流電阻器的一個引腳放置在靠近地線一側（通常稱為“低邊電流感應”）。這zhe種zhong做zuo法fa將jiang降jiang低di施shi加jia到dao用yong於yu測ce量liang分fen流liu器qi的de電dian壓ya表biao的de共gong模mo電dian壓ya。設she計ji人ren員yuan必bi須xu注zhu意yi，測ce量liang的de返fan回hui路lu徑jing不bu能neng與yu交jiao流liu信xin號hao路lu徑jing共gong享xiang，也ye不bu能neng與yu交jiao流liu信xin號hao路lu徑jing耦ou合he，因yin為wei交jiao流liu信xin號hao會hui在zai測ce量liang中zhong引yin入ru噪zao聲sheng。

在zai某mou些xie情qing況kuang下xia，將jiang分fen流liu電dian阻zu器qi接jie地di可ke能neng無wu法fa實shi現xian或huo者zhe不bu可ke取qu。例li如ru，最zui近jin汽qi車che電dian源yuan設she計ji師shi考kao慮lv了le將jiang分fen流liu器qi直zhi接jie連lian接jie到dao電dian源yuan的de優you勢shi，這zhe種zhong配pei置zhi可ke以yi使shi他ta們men快kuai速su檢jian測ce下xia遊you路lu徑jing上shang的de潛qian在zai故gu障zhang

，從cong而er有you機ji會hui保bao護hu電dian路lu。這zhe當dang然ran意yi味wei著zhe分fen流liu器qi必bi須xu插cha入ru不bu接jie地di的de節jie點dian

，因yin此ci應ying特te別bie注zhu意yi觀guan察cha用yong於yu測ce量liang電dian壓ya降jiang的de測ce量liang係xi統tong的de共gong模mo電dian壓ya規gui格ge。

圖 2  如果可能，分流電阻器（例如該電路中的下方電流觀察電阻器 (CVR)）應接地。這將最大限度地減少共模電壓，同時允許連接接地參考探頭。測量上方 CVR 時，需要進行具有高共模抑製的差分測量。

測量儀器以及使用分流電阻器測量電流

一般來說
，分流電阻器通過產生較小的可測量電壓降來實現電流的準確測量。要準確測量電壓降
，需要使用電流表、數字萬用表 (DMM) 和示波器等儀器。

電流表和 DMM shiceliangzhiliudianhejiaoliudiandezuijiaxuanze。tamenshiduijiaoliuhezhiliudianyuanjinxingkuaisuzhunqueceliangdeshouxuangongju。yongyudianliuceliangdeyibiaoneibutongchangqianruyigehuoduogefenliudianzuqi。shiyongbutongdedianzuqikeyishixianduozhongdianliufanwei。mouxieceliangshebeideceliangjieguojiqijingzhun
，liru，Keithley DMM7510 精密台式萬用表可以測量 pA (1x10-12 A) 級別的直流電和 nA (1x10-9 A) 級別交流電。大多數 DDM 可以輕鬆地對 50/60 Hz 的信號進行 RMS 測量，有些甚至可以測量高達幾千赫茲的信號，但是測量導線通常在低於 1 MHz的頻率下就達到其測量上限。

圖 3  DMM 具有內置分流電阻器

，用於準確測量電流。這款 Keithley DMM7510 可以測量 pA (1x10-12 A) 級別的直流電。請注意右下角的 3 A 電流輸入端口
，該輸入端口連接到其中一個內部分流電阻器。此 DMM 的背麵還提供 10 A 輸入端口。

從曆史上看
，模擬電流表（或稱為檢流計）通過讓電流流過一個線圈來感應電流，該線圈位於一個靈敏的儀表運動裝置中。在這些儀器中
，分流電阻器被用作分流器，通過將電流“分流”至遠離運動的地方，從而使儀表能夠測量更高的電流。盡管大多數現代儀器測量的是分流電阻器兩端的電壓降，但“分流”這個術語仍然保留了下來。

數字萬用表 (DMM) 能夠測量電壓
、電阻和電流。DMM 通常具有一個或多個內置分流器，用於測量交流或直流電流。在交流或直流電壓模式下
，DMM 還可以測量外部分流電阻器兩端的電壓降。使用帶分流電阻器的 DMM 時，萬用表連接在兩側電阻端子上
，用以測量電壓降並顯示相應的電流值。DMM 非常適用於準確讀取低電流和高電流電路中的電流，因此應用非常廣泛。

電流表專為測量電流而設計，非常適合需要連續監測電路電流的應用。電流表通常內置於電源或其他設備中，用於實時反饋。

使用示波器測量電流

對於直流和低頻交流電流測量，示波器通常不如 DMM 準zhun確que，但dan對dui於yu測ce量liang兆zhao赫he茲zi級ji頻pin率lv的de瞬shun態tai和he快kuai速su變bian化hua電dian流liu，示shi波bo器qi非fei常chang有you用yong。示shi波bo器qi還hai可ke以yi讓rang工gong程cheng師shi直zhi觀guan地di看kan到dao被bei測ce設she備bei中zhong電dian流liu相xiang對dui於yu其qi他ta活huo動dong和he參can數shu的de情qing況kuang
，其qi他ta活huo動dong和he參can數shu包bao括kuo電dian壓ya、開關事件、傳感器信號和控製信號。該功能在測試高速數字係統、牽引逆變器和電源等係統時特別有用
，因為這些係統中的電流會隨著負載的變化而迅速上升或下降。

要(yao)測(ce)量(liang)電(dian)流(liu)，示(shi)波(bo)器(qi)必(bi)須(xu)配(pei)備(bei)能(neng)夠(gou)將(jiang)電(dian)流(liu)轉(zhuan)換(huan)為(wei)電(dian)壓(ya)的(de)探(tan)頭(tou)。電(dian)流(liu)轉(zhuan)換(huan)可(ke)以(yi)基(ji)於(yu)磁(ci)傳(chuan)感(gan)器(qi)
，也(ye)可(ke)以(yi)基(ji)於(yu)分(fen)流(liu)電(dian)阻(zu)器(qi)。兩(liang)種(zhong)方(fang)法(fa)均(jun)可(ke)為(wei)示(shi)波(bo)器(qi)提(ti)供(gong)電(dian)壓(ya)信(xin)號(hao)，且(qie)電(dian)壓(ya)信(xin)號(hao)可(ke)數(shu)字(zi)化(hua)並(bing)隨(sui)時(shi)間(jian)變(bian)化(hua)進(jin)行(xing)顯(xian)示(shi)。

圖 4  shiboqikeyishiyongqianshidianliutantoulaiceliangdianliu，yekeyitongguoceliangfenliudianzuqiliangduandedianyajianglaiceliangdianliu。zaicishilizhong，dianzuqiweijiedi，yincishiyonglefenliudianliutantou。

磁電流探頭

互感器、羅luo氏shi線xian圈quan和he霍huo爾er效xiao應ying探tan頭tou與yu示shi波bo器qi協xie同tong工gong作zuo
，無wu需xu斷duan開kai電dian路lu即ji可ke測ce量liang電dian流liu。互hu感gan器qi和he羅luo氏shi線xian圈quan僅jin可ke用yong於yu測ce量liang交jiao流liu電dian。因yin此ci，示shi波bo器qi的de交jiao流liu/zhiliudianliutantoujianghuganqizuoyongyuhuoerxiaoyingchuanganqijiehezaiyiqi。ruguokeyizaidaiceshebeizhongshejihuozuoweilinshiceshidianjiaruyiduandaoxianhuomuxian，shiyongcileitantouzefangbianqieyouxiao。raner



，jishishi TCP0030A 等高性能鉗式電流探頭
，也有測量限製
，最大可測量 120 Mhz 的電流，最小可測量 mA 級別的電流。盡管采用磁探頭測量時不需要“斷開電路”，但一定要記住，磁探頭確實會給被測電路引入感性負載
，這在高頻測量時尤為顯著。在 120 Mhz 的頻率下，TCP0030A 的插入阻抗為 0.85 Ω。

分流電阻器兩端的電壓降

測(ce)量(liang)已(yi)知(zhi)電(dian)阻(zu)器(qi)兩(liang)端(duan)的(de)電(dian)壓(ya)降(jiang)是(shi)一(yi)種(zhong)測(ce)量(liang)電(dian)路(lu)電(dian)流(liu)的(de)直(zhi)接(jie)方(fang)法(fa)。被(bei)測(ce)設(she)備(bei)內(nei)任(ren)何(he)已(yi)知(zhi)低(di)值(zhi)串(chuan)聯(lian)電(dian)阻(zu)均(jun)可(ke)用(yong)作(zuo)電(dian)流(liu)測(ce)量(liang)分(fen)流(liu)器(qi)。也(ye)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)插(cha)入(ru)適(shi)當(dang)額(e)定(ding)值(zhi)的(de)電(dian)阻(zu)器(qi)與(yu)負(fu)載(zai)串(chuan)聯(lian)，以(yi)添(tian)加(jia)測(ce)試(shi)點(dian)。如(ru)果(guo)示(shi)波(bo)器(qi)具(ju)有(you)測(ce)量(liang)縮(suo)放(fang)功(gong)能(neng)（通常位於探頭菜單中），則可以將電壓讀數除以恒定電阻值來換算出電流值。

• 如(ru)上(shang)所(suo)述(shu)，理(li)想(xiang)情(qing)況(kuang)下(xia)，分(fen)流(liu)電(dian)阻(zu)器(qi)的(de)一(yi)個(ge)引(yin)腳(jiao)應(ying)接(jie)地(di)。如(ru)果(guo)電(dian)阻(zu)器(qi)的(de)一(yi)條(tiao)引(yin)腳(jiao)接(jie)地(di)，則(ze)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)無(wu)源(yuan)接(jie)地(di)參(can)考(kao)探(tan)頭(tou)。如(ru)果(guo)電(dian)阻(zu)器(qi)的(de)一(yi)個(ge)端(duan)子(zi)不(bu)能(neng)接(jie)地(di)，則(ze)應(ying)使(shi)用(yong)差(cha)分(fen)電(dian)壓(ya)探(tan)頭(tou)。即(ji)使(shi)使(shi)用(yong)差(cha)分(fen)探(tan)頭(tou)

，也(ye)最(zui)好(hao)將(jiang)分(fen)流(liu)電(dian)阻(zu)器(qi)放(fang)置(zhi)在(zai)靠(kao)近(jin)接(jie)地(di)的(de)位(wei)置(zhi)

，以(yi)盡(jin)量(liang)減(jian)少(shao)共(gong)模(mo)電(dian)壓(ya)。

• 分流器的電阻必須遠小於示波器或探頭的電阻。

• 對於高頻測量
，分流電阻器的寄生電容和電感將產生影響，因此，應使用專為高頻應用而設計的感應電阻器或 CVR。

雖然無源探頭和差分電壓探頭可用於測量分流電阻器兩端的電壓波形，但也有一些缺點：

• 通常會衰減信號，導致信噪比降低。
• 高輸入阻抗和分流電容會影響噪聲性能。
• 對於無法接地的分流器
• 不能使用無源探頭
• 差分探頭可能無法提供足夠的共模電壓抑製
• 共模抑製通常不足以防止噪聲

圖 5  TICP 係列 IsoVu 隔離電流探頭設計用於對浮地分流電阻器進行高帶寬、低噪聲電流測量。

使用隔離電流探頭

在必須嚴格控製噪聲的情況下
，可以使用特殊電流分流探頭。泰克 TICP 係列 IsoVu™隔離電流探頭就是能夠滿足此類特殊要求的係列探頭。這些探頭專門設計用於對分流電阻器兩端進行低噪聲
、高帶寬的電流測量。全新 TICP 係列隔離電流探頭包括以下主要特性：

• 帶寬分為 250 MHz、500 Mhz 和 1 GHz

• 與 1X 尖端一起使用時，衰減較低

，輸入阻抗為 50 Ω。能夠最大限度地提高信噪比。

• 具有超過 1000 V 的共模電壓
，適用於高壓電源轉換器。遠高於常規差分電壓探頭。

• 1 MHz 時共模抑製比為 90 dB
，顯著高於常規差分探頭。

分流電阻器相對於磁傳感器和霍爾效應傳感器的優缺點

與使用磁傳感器和霍爾效應傳感器相比，使用分流電阻器測量電流具有以下優點：

1)準確：分(fen)流(liu)電(dian)阻(zu)器(qi)提(ti)供(gong)高(gao)度(du)準(zhun)確(que)的(de)電(dian)流(liu)測(ce)量(liang)，並(bing)且(qie)通(tong)過(guo)設(she)計(ji)可(ke)最(zui)大(da)限(xian)度(du)地(di)減(jian)少(shao)對(dui)被(bei)測(ce)電(dian)路(lu)的(de)影(ying)響(xiang)。由(you)於(yu)分(fen)流(liu)電(dian)阻(zu)器(qi)本(ben)質(zhi)上(shang)是(shi)電(dian)流(liu)電(dian)壓(ya)轉(zhuan)換(huan)器(qi)，因(yin)此(ci)測(ce)量(liang)準(zhun)確(que)度(du)取(qu)決(jue)於(yu)以(yi)下(xia)兩(liang)個(ge)因(yin)素(su)：用於測量分流器兩端電壓降的儀器的精度
，以及電阻值的穩定性。

2)成本低：與磁傳感器和霍爾效應傳感器等其他電流測量儀器相比


，分流電阻器成本低且易於實現。

3)多功能：同時適用於低電流和高電流係統，具體取決於材料和結構。

使用分流電阻器測量電流具有以下主要缺點：

1)斷路：與磁傳感器和霍爾效應傳感器不同，分流電阻器必須插入被測電路。對於有線連接，這很簡單——電阻器可以直接串聯在電路中。而對於電路板
，為了避免不得不切斷電路走線，必須設計有測試點。

2)電壓降：在電源和負載之間放置分流電阻器會降低負載可用的電壓。

3)功率耗散：分流電阻器的功率耗散與電流的平方成正比 (P = I2R)。

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