采样电阻就几毫欧,两根采样线为什么还要单独拉?
电源板上经常能看到一种走线,看着有点“多此一举”。
大电流已经从采样电阻两端通过了,旁边却还要单独拉两根很细的线回控制器。
有的人第一次画板会想:反正都是同一个网络,我直接从大铜皮上取信号不就行了?
问题就在这里。对一个几毫欧的Shunt来说,大铜皮并没有你想象中那么“等电位”。
假设采样电阻是5mΩ,电流20A,电阻两端只有100mV。
如果采样路径里因为铜皮、焊盘、焊锡和连接位置又混进了0.5mΩ,相当于额外多了10%的电阻。
这时候控制器看到的就不只是Shunt本体的压降,而是Shunt加上一段你本来没打算测的铜。
电流越大、采样电阻越小,这类误差越不能随便忽略。
图1:电流采样最基本的关系是负载电流经过Shunt形成毫伏级压降,再由放大器读取。
主电流继续从采样电阻的大焊盘、大铜皮通过。
另外两根Sense线直接从电阻两端的采样位置引出,只负责把两端电压送回电流检测放大器或控制IC。
这两根线上不应该再承载主功率电流。
四端采样电阻做得更彻底:大端子走电流,小端子专门测量。对于大电流、低阻值、精度要求高的设计,这种封装会更省心。
图2:采样路径混入额外Rstray后,这部分压降也会被当成Shunt压降,直接形成增益误差。 图3:大电流流过地平面产生的电位差,同样可能被叠加到小信号测量里。

我会把它们尽量从Shunt两端对称引出,靠近走,回路面积别太大。
如果前面有差分RC滤波,滤波器通常更适合靠近检测IC,而不是散在功率区中间。
另外要躲开SW、Gate、变压器高dv/dt节点这些噪声特别重的位置。你测的是几十毫伏,旁边却可能是几十伏甚至几百伏的快速跳变,没必要给自己增加难度。
如果控制器Datasheet给了推荐Kelvin Layout,直接照着它的取样位置看,比只照原理图网络名靠谱。
图4:Kelvin连接的关键,是让两根测量线在Shunt端直接取样,而不是从大电流铜皮远处取点。
样机上电流偏差很大时,很多人第一反应是“5mΩ是不是不准,换4.7mΩ试试”。
我更建议先拿万用表或差分探头,分别量Shunt本体两端和控制器Sense脚真正收到的电压。
如果两个地方已经不一样,问题就不在电阻标称值,而在取样路径。
这种问题靠软件校准有时能把一个工作点调准,但温度、电流一变,误差又会回来。布局阶段把采样点取对,后面会省很多事。
图5:TI给出的实际PCB布局示例,采样连接直接落在Shunt附近,并把相关小信号器件放得很近。
声明:
本文由凡亿教育整理,转载请注明来源!
投稿/招聘/广告/课程合作/资源置换 请加微信:13237418207

扫码关注




















![电子设计:傅里叶是搞音乐的? [学以致用系列课程之数字信号处理]](https://api.fanyedu.com/uploads/image/81/419579422381a6adaa97cb0bf0e8ee.png)



















