Vishay | 大电流测量：只需一招儿，轻松拿捏！

在逆变器、转换器和电机驱动器等功率电子系统设计中，实现精确和安全的大电流测量至关重要。其中，基于分流电阻器（电阻式传感器）的电流测量法，凭借着响应速度快、精度高、温度系数较低、实施方便灵活等特点，在相当广泛的应用场景中，都是理想之选。

图1：各类电流传感器应用场景比较

分流电阻器法电流测量的原理很好理解：利用一个低阻值的精密电阻器（即分流电阻器）作为传感器，当被测电流通过分流电阻器时，会在其两端产生一个电压降，根据欧姆定律（V = I × R）就可以测算出电流的大小。

不过，当面对较高电流测量时（通常大于 50 A）,在方案设计中需要综合考虑多种因素，比如分流电阻器的低阻值、高功率特性，以及在宽温度范围的稳定性；同时也要考虑集成隔离放大器，确保测量信号传输过程中，不会受到高压或噪声的干扰，以实现更佳的安全性和可靠性。想要满足这些设计要求，并不轻松。

为了针对性地应对这一设计挑战，简化应用开发工作，Vishay 推出了一款面向高压应用领域全新的隔离式大电流检测解决方案（ISO-BB-CSAO 和 ISO-SMD-CSAO）。该方案可支持高达 1415 A 的交流电流测量、高至 1200 VRMS 的隔离电压，提供隔离单端模拟输出，并具有低温偏移和增益漂移特性，以及 280 kHz 的带宽，综合性能表现十分出色。

图2：Vishay 隔离式电流检测参考设计

图2：Vishay 隔离式电流检测参考设计：ISO-BB-CSAO (左) 和 ISO-SMD-CSAO (右)

本参考设计出色的性能表现，很大程度上得益于 Vishay 高性能无源元件和半导体分立器件的加持。

在 ISO-BB-CSAO 参考设计的传感级，采用了 WSBE 系列分流电阻器，该镍铬合金电阻器具有高达 1825 A 的高功率电流感应能力、超低的电阻值、极低电感 （< 5 nH）、低热电动势 （< 1.25 μV/°C），TCR 低至 ± 10 ppm/°C，并通过了 AEC-Q200 认证，无疑是大电流测量的上佳选择。

而在应用于相对较“低”电流水平测量的 ISO-SMD-CSAO 参考设计中，则使用了 Vishay 的 WSL 分流电阻器，其支持高达 54 A 的连续电流测量，同样采用了全焊接结构，具有极低电阻、耐硫、极低电感、低热电动势的特性，也通过了 AEC-Q200 认证。

图3：Vishay 隔离式电流检测参考设计框图

除了分流电阻器，该参考设计中另一个关键的角色就是 VIA0050DD 隔离放大器，其作用是在输入和输出之间提供电气隔离，为敏感元件和用户提供可靠的安全防护，同时也有助于消除接地回路并降低噪声，以增强整体信号完整性。

VIA0050DD 是一款高性能差分输出隔离放大器，非常适合于分流器法的电流测量，该器件基于 Vishay 专有的电容隔离技术，支持高达 41 的固定增益，线性差分输入信号范围为 ± 50 mV，并提供差分模拟输出。VIA0050DD 的低偏移漂移 (典型值 0.15 μV/°C) 和低增益漂移 (典型值 15 ppm/°C) 特性，可确保在整个温度范围内具有良好的精度；100 kV/μs 的 CMTI，也有利于在嘈杂环境中实现精确测量。

总之，Vishay 将高性能的分流电阻器和隔离放大器相结合，提供了一款完整的高精度、高可靠大电流测量解决方案。

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