ZHCAE55 July 2024 INA700

3 性能和功能

当使用相应设计来测量电流、功率、电压或能量时，可以采用带分流电阻器的数字功率监测器或采用 EZShunt™ 器件。对于第一种方案，数字功率监测器可以有一定的精度，但添加分流电阻器可能会增加误差源，包括分流漂移和容差百分比。各分流电阻器中这些误差源的值可能会因成本和后续性能而异。

为了对照 EZShunt™ 技术和传统设计组合来分析这种性能，我们从三个不同的供应商选择了可在温度范围内支持高达 15A、25A 和 50A 电流的不同电阻器（成本和性能各不相同），并收集了基准数据。然后，这些电阻器与数字功率监测器进行配对，提供与相应 EZShunt™ 器件相似的性能、功能和成本。虽然各电阻器根据具体参数进行分类，但 9 种选定产品中的每种产品都有总共 20 个电阻器在未焊接状态下进行了手工测量，50% 的电阻器通过手工焊接和回流焊法焊接后在 0.5A 电流下进行了测试。各电阻器均采购自多个供应商以确保多样性，并在 125°C、95°C、60°C、25°C、0°C 和 -40°C 温度条件下进行测量。由检测电阻器产生的主要误差源可分为容差百分比和漂移两类。

使用欧姆定律计算出各电阻器的容差百分比：

方程式 1.

R = \frac{V}{I}

其中，不同额定温度下的电压是在系统上施加 0.5A 电流且处于未焊接状态时测得的。随后将计算得出的电阻值与分流器的标称电阻值进行比较来测量容差百分比。

同时，可使用以下公式计算漂移：

方程式 2.

D r i f t = \frac{(\frac{R_{2} - R_{1}}{T_{2} - T_{1}})}{R_{N o m i n a l}}

其中，R₂ 是在 125°C 下测得的电流，R₁ 是在 -40°C 下测得的电流，T₂ 为 125°C，T₁ 为 -40°C，R_Nominal 等于标称分流电阻值。

此外，还根据室温 (25°C) 和 125°C 下的电流与总误差间的关系对数据进行交叉检查。分立式设计和 EZShunt™ 设计的总误差均根据以下公式计算得出：

方程式 3.

C_{R S S} (%) \approx \sqrt{{V_{O S}}^{2} + C M R R^{2} + P S R R^{2} + G a i n_E r r o r^{2} + L i n e a r i t y^{2} + S h u n t_T o l e r a n c e^{2} + B i a s_C u r r e n t^{2}}

要计算总误差，只需考虑典型用例：两种设计的主要误差源均为增益误差、增益漂移、失调电压误差和温漂。