【導讀】電力電子集成係統帶來了許多優勢，例如提高效率、增強可靠性以及簡化設計和組裝。隨著各行業快速電氣化
，對集成係統和模塊的需求不斷增加。碳化矽和氮化镓晶體管（稱為寬帶隙 (WBG) 半導體）等先進功率半導體器件的出現，進一步推動了對集成解決方案的需求
，以實現性能和成本效益。

分流電阻的使用

電力電子集成係統帶來了許多優勢
，例如提高效率、增強可靠性以及簡化設計和組裝。隨著各行業快速電氣化，對集成係統和模塊的需求不斷增加。碳化矽和氮化镓晶體管（稱為寬帶隙 (WBG) 半導體）等先進功率半導體器件的出現，進一步推動了對集成解決方案的需求，以實現性能和成本效益。

與其他測量技術相比，利用分流技術的一個顯著優勢是其經濟性。電流分流器提供了一種經濟高效的解決方案，而不影響模型/電路的精度。當與電源模塊集成時，可以實現更簡單、gengjincoudechuanganjieguo。zaishijiyingyongzhong
，tongchangxuyaoewaidedianlulaizhunqueduquhejieshicongfenliuqihuodedexinxi。zhetongchangshejishishifangdahetiaolidianlu，fangdafenliuqishangdexiaodianyajiangbingjiangqizhuanhuanweikeceliangdexinhao。

分流電阻器及其均流功能

實驗中使用的分流電阻器的電阻值保證公差為 1%。此外，它們相對於 20°C 的溫度係數小於 50ppm/K，因此在 120°C 的溫度下偏差高達 0.5%。zaihuaideqingkuangxia，jiashesuoyoubingliandefenliudianzutongshibiaoxianchupiancha。fenliudianzuqiyoulianjiedaotongduanzidedianzuhejinzucheng。gaihejinxiangduiyutongdesaibeikexishuwei 1μV/K。考慮到電阻合金上 20K 的溫差，計算出的預期電壓誤差為 20μV。考慮到標稱電流對應於分流器兩端的 128.6mV，該電壓誤差占標稱電流的 0.016%。因此，

圖 1：IGBT 直流電勢仿真（1）

仿真結果說明了電阻器之間不均勻均流的影響。圖 1 描繪了每個底部 IGBT 傳導 100A 電流時的模擬直流電勢分布。仿真顯示 1 號電阻器和 7 號電阻器之間存在壓降差異，這主要是由於 IGBT

、分流電阻器和鍵合線的放置導致 DBC 兩端的壓降造成的。

圖 2：傳感端子處各個電阻器的電壓水平（1）

圖 2 顯示了 1000A 總電流（以 mΩ 為單位）觀察到的各個分流器上的模擬電壓。感測端子電壓與 3 號電阻器兩端的電壓緊密匹配，因為 DBC 上的感測導體連接到該電阻器。結果評估表明檢測電壓與理想電壓之間的偏差小於 0.5%。仿fang真zhen強qiang調tiao了le有you效xiao分fen流liu電dian阻zu對dui模mo塊kuai內nei電dian流liu路lu徑jing的de依yi賴lai性xing
，特te別bie是shi上shang下xia開kai關guan導dao通tong之zhi間jian的de依yi賴lai性xing。可ke能neng的de誤wu差cha緩huan解jie方fang法fa包bao括kuo對dui每mei個ge電dian流liu路lu徑jing進jin行xing單dan獨du校xiao準zhun或huo用yong每mei個ge分fen支zhi的de固gu定ding值zhi校xiao正zheng電dian阻zu。控kong製zhi算suan法fa可ke以yi通tong過guo基ji於yu當dang前qian占zhan空kong比bi的de動dong態tai加jia權quan平ping均jun來lai解jie釋shi不bu同tong的de電dian阻zu值zhi。

直流和脈衝測量結果

通過向模塊施加直流電流並測量傳感端子上的電壓來驗證直流電流測量的準確性。

圖 3：測量的分流電阻（1）

圖 3 顯示了三個傳導路徑（底部二極管、底部 IGBT 和頂部 IGBT）的有效分流電阻 R Sense與負載電流的關係。正如模擬所預測的那樣


，可以觀察到上部開關和下部開關之間的明顯差異。該圖還包括 2mΩ/7 的理想值和 ±1% 的偏差作為參考。圖 3 顯示分流值與溫度沒有顯著相關性，盡管根據圖 4，分流電阻器上的溫度隨著負載電流的增加而增加。分流溫度是在風冷係統中使用紅外攝像機測量的。

圖 4：電阻器的分流溫度（1）

通過脈衝測量來研究電流測量的動態特性。圖 5 描繪了下部開關激活 (t=0) 和停用 (t=46.1μs) 期間電流波形的方向。

　
圖 5：單脈衝測試時的輸出電流（1）

測量是在特定條件下進行的
，例如直流鏈路電壓VDC=600V
、相對較低的負載電感負載=35μH、以及在室溫下。圖 5 中的黑色曲線表示通過連接到交流端子的傳感器測得的電流。相反，綠色曲線對應於使用 delta-sigma 調製器和抽取率 OSR=64 的數字濾波器獲得的分流器兩端測量的電壓。此外
，圖 6 用紅色曲線顯示了圖 5 中觀察到的電流傳感器和分流器測量值之間的偏差。

　
圖 6：電流傳感器和分流器之間的電流偏差（1）

藍色曲線是通過考慮兩個校正而生成的：合並不同電流路徑的模擬分流電阻並減去電感耦合 L Shunt ?di/dt（其中 L Shunt =0.4nH）的影響。需要注意的是，圖6zhonghuisekuangbiaojidequyubiaoshiyouyulvboqideditongtexingerchuxianjiaodapianchadebufen。zhexiepianchaqiangtiaoleceliangshezhidejuxianxingyijiyouyuchuanshushijianwuchahelvboqitexingerzhunquequedingdianganfenliuqidetiaozhan。

結論

電dian流liu分fen流liu器qi仍reng然ran是shi電dian氣qi設she計ji中zhong強qiang大da的de實shi用yong工gong具ju，可ke提ti供gong高gao精jing度du電dian流liu測ce量liang和he控kong製zhi。盡jin管guan存cun在zai某mou些xie限xian製zhi，例li如ru引yin入ru寄ji生sheng元yuan件jian和he缺que乏fa內nei置zhi隔ge離li
，但dan這zhe些xie挑tiao戰zhan可ke以yi通tong過guo仔zai細xi的de設she計ji和he緩huan解jie技ji術shu來lai解jie決jue。通tong過guo利li用yong其qi優you勢shi，同tong時shi考kao慮lv其qi局ju限xian性xing，設she計ji人ren員yuan和he研yan究jiu人ren員yuan可ke以yi優you化hua創chuang新xin產chan品pin的de性xing能neng和he效xiao率lv。

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