电流感测（采样）晶圆电阻
专为高精度电流测量设计，低阻值、高精度、高功率，适用于电源管理、电机控制等领域
专业电流感测技术
采用四端测量结构，低阻值设计，实现高精度电流检测，功率承载能力强，温漂特性优异
产品特点
- 超低阻值 : 10mΩ ~ 510mΩ，功率损耗小
- 四端结构 : 开尔文连接，消除引线电阻影响
- 高精度 : ±5% ~ ±1%精度可选
- 高功率 : 1/4W ~ 3W额定功率
- 低温漂 : ±50ppm/℃ ~ ±600ppm/℃温度系数
- 低电感 : 特殊结构设计，寄生电感小
- 高可靠性 : 耐高温、耐振动、长寿命
- 宽温度范围 : -55℃ ~ +150℃工作温度
四端开尔文测量原理
四端测量法通过独立的电流端和电压端，消除引线电阻和接触电阻对测量精度的影响
电流通过I+和I-端子，电压在V+和V-端子测量，实现高精度电阻测量
产品概述
电流感测（采样）晶圆电阻是深圳市硕为科技有限公司针对高精度电流测量应用开发的专业电阻产品。采用特殊的低阻值材料、四端开尔文结构和优化的功率设计，实现了高精度、低功耗、大电流的电流检测能力。该产品广泛应用于电源管理、电机控制、电池管理、工业控制等领域，为客户提供精确可靠的电流测量解决方案。
电流感测技术核心优势
电流感测晶圆电阻采用特殊的设计和制造工艺，具有以下显著特点：
- 四端开尔文结构，消除引线电阻影响
- 特殊低阻值合金材料，温度系数稳定
- 优化功率设计，散热性能优异
- 低电感设计，高频特性好
- 精密激光调阻，确保阻值精度
四端结构设计
电流输入端
高电流承载
低接触电阻
电流输出端
对称设计
均流结构
电压检测端
开尔文连接
高阻抗
电阻体
低阻值合金
均匀电流分布
电流感测原理
电流感测电阻基于欧姆定律原理工作：当电流通过电阻时，会在电阻两端产生与电流成正比的电压降。通过测量这个电压降，可以精确计算出通过电阻的电流值。四端开尔文结构是电流感测电阻的关键技术：
- 电流端： 承载主电流，采用低接触电阻设计，最大程度减少功率损耗
- 电压端： 独立于电流端的电压检测端子，直接连接到电阻体两端，消除引线电阻和接触电阻对测量精度的影响
- 温度补偿： 特殊合金材料和结构设计，确保在整个工作温度范围内阻值稳定
- 高频特性： 低电感设计，确保在高频开关应用中测量准确
- 可靠性： 优化散热设计，确保在大电流条件下的长期可靠性
典型应用案例
电动汽车电机控制器电流检测： 在电动汽车电机控制器中，使用CSM系列0309封装10mΩ电流感测晶圆电阻进行三相电流检测，±1%的精度和30A的电流承载能力确保了电机控制的精确性和系统安全性，四端结构消除了PCB走线电阻的影响，提高了测量精度。
电气特性
| 型号 | 额定功率 (70°C) | 升级功率* | 最大工作电压** | 最大过载电压*** | 最小阻值 | 最大阻值 | 阻值公差 | 可用阻值系列 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| CSM204 | 1/2W | 0.8W | √(P×R) | 2.5×√(P×R) | 50mΩ | 510mΩ | ±1% - ±5% | E-24 / E-96 |
| CSM101 | 1W | 1.6W | √(P×R) | 2.5×√(P×R) | 50mΩ | 510mΩ | ±1% - ±5% | E-24 / E-96 |
| CSM201 | 2W | - | √(P×R) | 2.5×√(P×R) | 50mΩ | 510mΩ | ±1% - ±5% | E-24 / E-96 |
| CSM301 | 3W | - | √(P×R) | 2.5×√(P×R) | 50mΩ | 510mΩ | ±1% - ±5% | E-24 / E-96 |
应用领域分布
电源管理
占比：35%
应用：开关电源、DC-DC转换器
特点：高精度、快速响应
电机控制
占比：25%
应用：工业电机、伺服驱动
特点：大电流、高可靠性
汽车电子
占比：20%
应用：BMS、电机控制器
特点：耐高温、耐振动
电池管理
占比：15%
应用：充电桩、储能系统
特点：低功耗、高精度
工业控制
占比：5%
应用：PLC、变频器
特点：长期稳定性
机械与环境特性测试
| 特性 | 测试条件 | 规格限值 |
|---|---|---|
| 短时过载 | IEC 60115-1 4.13 2秒，2.5倍额定电压（不超过最大过载电压） |
±1%, 2%: ±(0.75%+0.01Ω)
±5%: ±(2%+0.01Ω)
|
| 负载寿命 | IEC 60115-1 4.25.1 额定负载（不超过最大工作电压）1000小时，1.5小时开启，0.5小时关闭，温度(70±2)°C |
±(3%+0.01Ω) |
| 湿热负载寿命 | IEC 60115-1 4.24 56天额定负载（不超过最大工作电压），温度40°C，相对湿度(93±3)% |
±(3%+0.01Ω) |
| 周期性电过载 | IEC 60115-1 4.39 3.9倍额定电压（不超过最大过载电压），0.1秒开启，2.5秒关闭，1000次循环 |
±(5%+0.01Ω) |
| 耐焊接热 | IEC 60115-1 4.18.2 将电阻浸入焊料槽中，温度(260±5)°C，保持(10±1)秒 |
±(1%+0.01Ω) |
| 可焊性 | IEC 60115-1 4.17.2 施加助焊剂后，在(235±3)°C/(2±0.2)秒后的焊料覆盖面积 |
最小覆盖面积95% |
| 耐热性 | IEC 60115-1 4.25.3 150°C无负载1000小时 |
±(1%+0.01Ω) |
| 热冲击 | IEC 60115-1 4.19 -55°C 30分钟，+150°C 30分钟，5个循环 |
±(2%+0.01Ω) |
| 单脉冲高压过载 | IEC 60115-1 4.27 10个10/700μs脉冲，10倍额定电压（不超过最大过载电压），间隔60秒 |
±(2%+0.01Ω) |
| 静电放电（人体模型） | IEC 60115-1 4.38 3次正放电和3次负放电，CSM204为2KV，CSM52、CSM101、CSM201、CSM301为4KV （连续浪涌应用请参见浪涌性能段落） |
±(0.5%+0.01Ω) |
| 气候测试 | IEC 60115-1 4.23 4.23.2 - 干热：150°C 16小时 4.23.3 - 湿热：55°C，相对湿度95%，24小时 4.23.4 - 寒冷：-55°C 2小时 4.23.5 - 负气压：8.5kPa，(25±10)°C，2小时 4.23.6 - 湿热循环：55°C，相对湿度95%，5天 4.23.7 - 直流负载：额定电压，-55°C和150°C各1分钟 |
±(2%+0.01Ω) |
| 振动 | IEC 60115-1 4.22 每个平行和轴向方向6小时，振幅1.52mm，频率10至2,000Hz的简谐运动 |
±(0.5%+0.01Ω) |
| 弯曲测试 | IEC 60115-1 4.33 按压深度2mm，3次 |
±(0.5%+0.01Ω) |
| 阻燃性 | IEC 60115-1 4.35 针焰测试10秒 |
30秒后不燃烧 |
封装尺寸
| 型号 | 本体长度 (L) | 帽端直径 (D1) | 本体直径 (D2) | 焊接点长度 (B) | 每1000个净重 |
|---|---|---|---|---|---|
| 0204 | 3.52 ±0.15mm | 1.35 ±0.1mm | D1 +0.02/-0.15mm | 0.6 mm (最小) | 17 克 |
| 0207 | 5.90 ±0.20mm | 2.20 ±0.1mm | D1 +0.02/-0.2mm | 1.0 mm (最小) | 80 克 |
| 0309 | 8.50 ±0.50mm | 3.00 ±0.2mm | D1 +0.05/-0.35mm | 1.3 mm (最小) | 230 克 |
| 0411 | 10.5 ±0.50mm | 4.00 ±0.5mm | D1 +0.05/-0.45mm | 1.6 mm (最小) | 520 克 |
| 0413 | 12.6 ±0.60mm | 4.60 ±0.5mm | D1 +0.05/-0.50mm | 1.8 mm (最小) | 650 克 |
| 0515 | 14.6 ±0.60mm | 5.10 ±0.5mm | D1 +0.05/-0.50mm | 2.0 mm (最小) | 1000 克 |
精度等级划分
| 精度等级 | 标识 | 精度范围 | TCR范围 | 最大功率 | 适用温度 | 典型应用 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| C0 | ±0.5% | ±50~100ppm/℃ | 1W~2W | -55℃~125℃ | 精密测量 | |
| C1 | ±1% | ±100~150ppm/℃ | 2W~3W | -55℃~155℃ | 电源管理 | |
| C2 | ±2% | ±150~200ppm/℃ | 3W~4W | -55℃~155℃ | 电机控制 | |
| C3 | ±5% | ±200~300ppm/℃ | 4W~5W | -55℃~155℃ | 大电流检测 |
应用领域
电流感测（采样）晶圆电阻广泛应用于需要精确电流测量的电子设备中，主要应用于以下领域：
电源管理与转换
开关电源、DC-DC转换器、AC-DC电源、UPS、逆变器等电源设备中的输出电流检测、过流保护、电流模式控制电路。
电机控制与驱动
伺服电机、步进电机、BLDC电机、交流电机等电机驱动系统中的相电流检测、扭矩控制、过载保护电路。
汽车电子系统
电动汽车电机控制器、电池管理系统(BMS)、车载充电器、DC-DC转换器等汽车电子设备中的电流检测和保护电路。
电池管理与储能
锂电池保护板、充电桩、储能系统、太阳能逆变器等设备中的充放电电流检测、SOC估算、保护电路。
工业控制与自动化
PLC、变频器、工业电源、机器人控制系统等工业设备中的电流检测、保护、控制电路。
- 采用四端连接方式，确保电压检测端独立于电流端
- PCB布局时，电流走线要宽而短，减少寄生电阻
- 电压检测走线要远离大电流走线，避免干扰
- 考虑电阻自热效应，适当降额使用
- 对于大电流应用，建议使用散热焊盘或散热片
- 注意电阻的功率降额曲线，确保在不同环境温度下的可靠性
典型应用电路
开关电源输出电流检测电路
电路组成： CSM系列0207封装10mΩ ±1%电流感测晶圆电阻串联在输出负端，差分放大器测量电压降
关键要求： 电阻需承受最大20A输出电流，功耗0.4W，响应速度快
选用电阻： CSM0207-10mΩ-1%-2W，四端结构，TCR ±100ppm/℃，确保在全温度范围内测量精度
这种电路广泛应用于开关电源中，为过流保护和电流模式控制提供检测信号，直接影响电源的稳定性和安全性。
电动汽车电机控制器相电流检测
电路组成： CSM系列0309封装2mΩ ±1%电流感测晶圆电阻串联在三相电机每相输出，三路差分放大器同步测量
关键要求： 电阻需承受30A峰值电流，功耗1.8W，三相电阻匹配精度高
选用电阻： CSM0309-2mΩ-1%-3W-C1等级，三相匹配精度±0.5%，确保电机控制的精确性
这种电路广泛应用于电动汽车电机控制器中，为矢量控制算法提供精确的相电流信息，直接影响电机效率和车辆性能。
资料下载
以下是与本产品相关的技术文档和资料，点击即可下载：
