?電池應用-電流采樣電阻設計解析-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2021-11-11
在電池充放電管理、電池管理保護以及電池電量計應用場合中，一般都會使用到電流采樣電阻，進行電池充放電電流的檢測。
其原理是在電池充放電回路中放置一個采樣電阻R， 電流流經采樣電阻產生壓差，采樣電阻兩端電壓經過RC濾波電路調理后進入AD采樣， 電阻兩端電壓差除以采樣電阻即可得到回路的充放電電流。
采樣電阻值通常比較低，一般不超過1歐，比如20毫歐，但是精度較高，一般都在±1%，同時電阻封裝一般選用0805或更大封裝，以防電阻額定功率不夠而失效。
不同芯片，采樣電阻相對電池的位置有所不同。一般情況下，電池充電芯片的采樣電阻在電池高側，如圖1所示；而電量計以及保護芯片的采樣電阻則在電池低側居多，如圖2所示。
圖1 充電芯片采樣電阻
圖2 電量計采樣電阻
由于采樣電阻值較小，因此焊料的接觸電阻以及器件的引腳電阻就都已經不能忽略，但是這些電阻值無法精確估算，且不同板卡之間可能差異很大，不具有一致性。
如果直接從電阻兩端讀取電壓，可能會有很大誤差。因此為了保證充電電流檢測精度，通常都是采用開爾文接法，
如圖3所示，直接從電流采樣電阻的兩個焊盤上引出走線連接到芯片管腳，大電流走線則從焊盤的另外位置引出，電壓測試通道和電流主干道分開使用不同的觸點，
因此，電壓測試通道基本沒有電流，可以一定程度上排除上述接觸電阻等影響，提高測試精度。
圖3 采樣電阻開爾文接法
由于電流采樣電阻上的電壓信號相對大電流來說比較微弱，很容易受到干擾，因此，一般都會增加電容進行濾波，如圖4所示，其中差模濾波電容必不可少，
但是共模濾波電容則視情況可用可不用，如果地平面做的不好，導致各處地電平不一致，共模濾波反而可能導致電阻兩端出現壓差，影響精度。
圖4
進行PCB Layout時總的原則是將阻容等元器件盡量靠近芯片引腳，尤其采樣電阻走線盡量短，避免受干擾影響。同時注意大電流回路的電源過孔和地過孔孔徑要足夠大，且數量足夠多，以提供足夠的電流承載能力，不產生過大的壓降。
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