作者 ：Bill Schweber, Mouser Electronics 回顧歷史，作為先行者的內燃汽車只內置了一個大電機。這個12V/100A（典型值）的家伙并不需要復雜的控制，它只是一個開/關，“提供所需的12V直流電壓，并驅動電機轉動”。當時也存在少數其它電機，但它們外形小也更易于控制，比如擋風玻璃雨刷。 跳回當今：為完成升降窗戶，座椅調節(jié)，后視鏡調整，天窗控制等功能，當前的車輛需要配備數十個小型到中型電機。支持所有這些功能的車內布線回路要求很高，如果使用單條線連接方式，將會占據太多空間，重量增加也很明顯，并且難以跟蹤和糾錯，還會大幅增加BOM成本，因此這些電機通過網絡方式連接起來。 圖1A 帶有高電壓連接器的電機 此外，隨著電動汽車（EV）和混合動力電動汽車（HEV）的出現，電機的需求顯著增加。車輛電氣系統(tǒng)現在必須將幾百安培和幾百伏的電源傳輸至輪轂電機中（豐田普瑞斯電機的工作電平是200V），而且為滿足性能要求這些電機必須精細控制。 不過電機控制不止我們看到的MOSFET管為電機提供電源關斷，處理器執(zhí)行嵌入式電機控制算法或去激勵MOSFET管。盡管有源器件很關鍵，但它們也僅占據系統(tǒng)的一小部分。車內廣泛分布著大量的電機，覆蓋小功率到高功率單元，要對這些電機的供電以及控制，須對兩類無源器件提出了苛刻要求： 一類是反饋運動控制的感測電阻，它可以讓電機控制器準確地掌握電機目前在做什么以及做的效果如何。隨著電流更大、電壓更高，感測電阻的效率挑戰(zhàn)也更大。 另一類是連接器，可用以處理電壓和電源，而且結構緊湊，經濟高效，使用安全，在工廠試驗和現場維修時方便斷開和重連接，在惡劣汽車環(huán)境中表現也可靠。 感測電流 當特別需要掌握電機的運行狀態(tài)時，為能夠與電機期望的指令動作（位置，速度）相合拍，需要某種形式的反饋。這可以通過使用一個轉軸編碼器（霍爾效應、光效應或者磁效應）或通過電機繞組以感測電流來實現。通常，設計者希望僅從使用電流檢測方法入手，因為相對于轉軸編碼器，這種方法更經濟并且物理實現也更容易。 起初，電流檢測的拓撲結構相對簡單：將一個電阻與各電動機繞組串聯在一起，電阻的兩端電壓就可以感測，并利用電動機控制器（圖1）進行監(jiān)測。該電阻通常被稱為“分流”電阻，但其實用詞不當，因為它與電機繞組是串聯在一起，而不是將電流分流。 （請注意，還有其它的檢測方法，包括非接觸式方法，如霍爾效應器件或在電機引線上使用傳感線圈，但這些方法超出了本文范圍。） 圖1B：從概念上講最簡單的測量電機電流的方法，是通過簡單地測量適當大小的感測電阻兩端的電壓降，而該電阻則與電機串聯在一起（有時稱為“分流”電阻）。 取決于電流值和感測電路的電壓軌，通常選擇的電阻其兩端最大電壓降約為1V，該值經常異于電機供電電壓。一般情況下，為減少壓降，降低電阻損耗，最大限度地減少電力損耗，并且不影響環(huán)路穩(wěn)定性，檢測電阻值要遠低于1Ω。由于電阻處于電機控制反饋環(huán)路，但它獨立于電機繞組的固有電阻，可能會影響環(huán)路的動態(tài)性和穩(wěn)定性。此外，基本的計算顯示，電機電流較大時，電阻值必須盡可能的小，以最小化電阻兩端的電壓降，這在低電源電壓設計時尤為重要。 盡管選擇合適的檢測電阻，僅需通過 V = I × R就可以做出決策，但實際并非如此。這里需要考慮多個相互沖突的因素： ? 電阻值：低阻值電阻可以最小化電壓損失和盡可能不影響環(huán)路性能。然而，低電阻生成的電壓也較低，可能難以精確地檢測，尤其是有噪聲存在時。因此，檢測電阻兩端的電壓較大的期望與偏好較低的電阻值之間發(fā)生了沖突。高電流環(huán)境下實際使用的電阻值在亞毫歐范圍內。 ? 電阻額定功率：即便電阻值通常只在1歐以下，但仍有較大電流通過該電阻，而且必須選用適當散熱等級。一個0.1歐的電阻在10 A電流時功耗將高達10瓦，這時聚集的熱量會過大。 ? 溫阻系數：和其它所有組件一樣，電阻具有溫度系數（tempco）。雖然這里看似可以忽略不計，其實不然。通常情況下，電機周圍溫度變得相當高，電阻值會因此發(fā)生顯著變化。給定所需的測量精度和溫度擺幅水平，這可能導致讀數的精度在可接受范圍之外。 ? 關聯電路跡線：PC板上連接感測電阻的跡線和焊點可能看起來很小，但實際上它們的阻值和電阻本身比起來仍然會相當顯著。因此，在感測電阻與跡線的連接點，以及所述電路路徑中的這些元件的溫度系數，都將影響初始和長期讀數。 ? 封裝：在最小電流時，使用標準的表面貼片（SMT）電阻;電流為中等水平時，使用SMT電阻或軸向引線器件;在功耗最大時，電阻可以封裝為螺釘或螺栓。一些大電流、低阻值感測電阻模樣小巧，外觀呈現為全金屬片或微型母線。一個中等功率感測電阻案例是Vishay/Dale的 WSBM8518L1000JK，這是一個額定功率為36W、阻值為0.0001Ω的帶電池金屬片分流電阻（圖2）。這是一個表面貼片器件，帶有12.7（高）×43.2（長）×38.1mm（寬）的大型標簽，具備±5％的容差以及±225 ppm/?C的溫度系數。它還包括一個連接器，以簡化電壓傳感連接。 圖2：當前面市的感測電阻存在多種物理形式，為減少電源電壓到負載的串聯損耗以及弱化功率損失引發(fā)的散熱問題，電阻值一般在毫歐范圍內。該Vishay/Dale 0.0001Ω WSBM8518L1000JK 單元集成了電壓撿拾連接器，處理功率可多達36 W.（來源：Mouser/Vishay Dale） 雖然其溫度系數相當大，但它依然在許多應用中可以被接受。也有可選的具備較低溫度系數的電阻，如 Vishay/Dale 的WSMS3124L1000JK（圖3），它的阻值為0.0001Ω、功率為3W，漂移范圍為 ±75 ppm/?C；此金屬帶單元大小為3.3（高）×55（長）×15mm（寬）。 圖3：有些感測電阻是具備精確值的金屬片，如Vishay/Dale公司的 WSMS3124L1000JK ，它的阻值為0.0001Ω、功率為3W 。 （來源：Vishay Dale）(mbbeetchina)