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影响分流器采样精度的阻值因素简析

2020-12-14 09:36
新能源BMS
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还有十几天今年就过去了,感觉今年过得特别快,自己也特别地忙,单说公众号就更新了将近40篇,对于我来讲挺不容易的,给自己点个赞了;同时也希望某一篇发文对大家实际工作有些帮助。

把上文收尾一下,介绍影响分流器采样精度的阻值因素。分流器的初始阻值偏差:电阻的初始阻值偏差,这个大家熟悉,像常用的厚膜电阻(例如0603封装)一般精度为1%或5%,它是指在常温下的阻值偏差,出厂后初始阻值偏差就固定了,例如标称阻值为100Ω的电阻,常温下实际测量为101Ω,初始偏差为1%。这里插一句,关于电阻精度,规格书中一般会给一个精度,其实这个是初始的偏差,或者是狭义的精度;而实际电阻阻值会受到许多因素的影响,例如下图(来自KOA官网)中各个测试项目,把这些影响因素都考虑进来后才是真正广义上面的精度概念。

对于分流器来讲,当然初始偏差越小越好,但是初始偏差可以通过标定来进行补偿,所以分流器的初始精度不需要特别高;某一款分流器的初始偏差如下(下图来自ISA)。

电阻温度系数TCR:电阻温度系数(temperature coefficient of resistance),表示当温度改变1℃时,电阻阻值的相对变化,单位为ppm/℃或ppm/K;电阻阻值不是一个常量,它随着温度变化而变化,即温度漂移,TCR就是用来描述温漂程度的一个量。但是由于TCR是非线性的,为了更加明确温漂的量值,通常采用平均TCR,其计算公式如下(图片来源于KOA);T0通常选取25℃(也有选取20℃),而T可正可负。

某一款分流器的TCR曲线如下图(来自于BOURNS),它根据最大平均TCR(50ppm/K),画出了两条直线,实际的分流器TCR就在两条直线之间变化。

参见某一型号的分流器规格书如下(来自于BOURNS官网),它又包括了两部分,一个是电阻合金的,另外一个是采样点的;我们发现采样点的TCR要比合金大很多,这是因为采样点处包含合金、焊接点和小部分铜,是三者综合在一起后的TCR。

不幸的是,我们使用分流器时,真实的TCR是就是采样点处的;所以通常为了修正TCR的影响,我们也会使用标定的方法,将TCR的曲线提前获取并补偿到实际的计算中。分流器发热问题:为了降低温漂等负面影响,直接措施就是增加散热、选取功率大的分流器;除此之外,有些因素也不能忽略。例如分流器与铜排之间的接触电阻也会影响热量的积累(图片来自于睿思官网);这个接触电阻与安装扭矩有关,一般在一定范围内,扭矩越大,接触电阻就越小;另外还与分流器表面的镀层有关,镀锡相比镀镍、OSP来讲,接触阻抗会小些。

另外补充一点,前文介绍过EMF的机理,理论上讲EMF越小越好;这里谈到了发热问题,就把EMF对分流器的真实影响再总结下:真实的分流器大家知道,是铜-合金-铜三者的结合,那么其实在分流器上会同时产生两个热电势,而且方向相反。

如果分流器两端的温度一致,那么这两个热电势会抵消掉,这样EMF就不会有影响;但如果分流器两端的温度有差异,那么两个热电势抵消后就不为0V,就会叠加到合金的压降上面;原理见下图(图片来自于睿思官网)。

总结:BMS中应用的电阻传感器,一个是NTC,另外一个就是分流器,目前都已经把基础的知识总结过了;对比一下,二者有一些有趣的差异,例如NTC中就没有用TCR,而是用B值,因为就是需要阻值变化;以上所有,仅供参考。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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