在电子元器件行业,提起电阻,往往想到的是几块钱买一盘的便宜东西,哪怕是较为特殊的合金电阻,也不过几毛钱一颗。上百块一颗的“天价”电流检测电阻,真的有人买吗?我们观察了Digikey和Mouser等海外元器件电商平台等的销量变化,发现不仅有需求,而且需求还不少。
在工业自动化产线、ATE自动测试线、精密仪器仪表、半导体设备等高端应用中,精密电阻和精密电流检测电阻的作用十分关键,它能精准监测电流,为设备提供精准的输入信号,稳定的输出参数和精确的控制能力。随着新能源、半导体、工业自动化等高精度场景的爆发式增长,带动了高性能精密检流电阻的需求,同时市场对该类产品的要求愈发严苛——不仅要毫厘不差,更要经得起时间与环境的考验。
然而,长期以来,高端精密电阻市场被海外品牌垄断,它们靠先发优势和技术积累主导市场,价格居高不下,给国内依赖此类电阻的企业带来成本压力,制约行业发展。
开步电子自主研发的 PCSR2512 精密检流电阻突破技术壁垒,打入国际市场,为国产精密电阻争得一席之地。这款电阻究竟有何硬核实力?让我们一探究竟。
产品介绍
(点击可跳转)
PCSR2512
PCSR2512 是开步电子研发制造的一款精密检流电阻,在工艺方面,PCSR2512采用电子束焊接工艺,焊接设备由开步集团子公司桂林实创团队研发,具备焊缝深宽比高,焊缝窄,热影响区小以及机械强度高等特点。电阻材料采用自主研发的高稳定性镍铬合金,该合金由开步集团子公司上海同立合金团队自主研发生产。电阻本体采用精密冲压方式一体成型,提高了电阻的一致性。通过精准把控原材料电阻合金、焊接工艺和成型工艺,该产品的精度可达 0.1%,典型温漂为 5 - 10ppm/℃,在 - 55℃至 + 170℃的温度范围内,最大温漂不超过 15ppm/℃ 。在 70℃环境温度、额定功率的条件下,经过 1000 小时负载寿命测试,电阻典型长期漂移量不超过 0.01%;目前PCSR2512 已实现批量生产,交付海内外头部用户。
核心参数
对于高精度检流电阻,工程师主要关注两个方面:一是电阻的实际使用总误差(直接影响电阻器可实现的电流采样精度),二是电阻的长期性能表现,其中长期性能表现主要通过负载寿命参数体现,而电阻误差则由多个参数共同决定,其简化的计算公式为:
检流电阻总误差 = 初始精度误差 + 温升 × 温漂系数(温漂) + 负载寿命(时漂)
上式中各参数对总误差的影响存在差异。
● 初始精度误差:初始精度误差固定不变,通过设备初始下线校准或标定,能较容易避免电阻本身初始精度对设备的影响。
● 温度系数造成的误差:该误差是可恢复的,当环境温度恢复到室温,电阻阻值也会恢复到初始值。通过检测实际温升并结合温度系数,误差贡献相对容易计算。
● 负载寿命造成的误差:此误差不可逆转且难以计算,在实际使用中也很难测量。要降低其对检测精度的影响,只能定期对电阻进行阻值测试,并对整体设备进行重新标定,但在实际使用中几乎无法实现。
显而易见,为确保电流采样精度,实现误差贡献可控,电阻的长期稳定性至关重要。下文我们将会从:长期稳定性,温漂,初始精度三个角度,为您介绍对应参数。
/ 负载寿命/长期稳定性 /
负载寿命是用于评估电阻在长时间使用后阻值变化程度的参数,测试方法:“在特定温度下给电阻加载额定功率,经过一定时间后,检测电阻的阻值变化值,此时测得的电阻变化值与初始电阻值的比例称为该电阻产品在对应条件下的负载寿命。”需要注意的是:负载寿命的测试有不同的温度,不同的测试时间,在对比产品时请对比同温度,同测试时的负载寿命参数。
以我司 PCSR2512 系列产品为例,在 70℃环境下,加载额定功率 1000h 后,阻值变化情况如下:
从这些数据可以看出,PCSR2512 系列产品在该条件下测试的阻值变化率总体小于 0.05%,换言之,该系列产品在使用1000h后电阻值的变化非常微小,处于行业领先水平。
/ 温度系数 /
温度系数是用于评估随着温度升高,电阻器阻值变化程度的参数。其测试方法如下:
1. 将电阻分别置于参考温度、最小温度、最大温度环境中。这里的最小温度与最大温度,是人为定义的,不同厂家有着不同标准。以 PCSR2512 为例,其温漂定义范围是 - 55℃~125℃,此时最小温度即为 - 55℃,最大温度为 + 125℃。不同厂家、不同产品的温漂定义区间有所不同,需要额外注意。
2. 待电阻阻值稳定后,测量其在上述不同温度下对应的电阻值。
3. 按照特定公式计算,最终得出电阻器的温度系数。
需要注意,电阻器的温度系数仅在对应的温漂定义区间内符合要求。因此,在对比不同产品的温度系数时,务必确保它们的温度定义范围一致,否则对比结果将不具参考性 。
以下是 PCSR2512 系列产品在不同温度下的温度系数测试数据:
从这些数据中我们可以发现,PCSR2512 系列在 -55℃至 +125℃的温度区间内,能够实现 10ppm/℃以内的温度系数,也就是温度每升高1℃,电阻值的变化率小于十万分之一。
在实际使用中,如果系统不提供强制散热条件,电阻温升常常能达到几十度,此时选择温度系数低的产品将会大幅度降低温度升高导致的阻值变化。这就是选择低TCR产品的意义所在,尤其是面向小型化,高集成度,高精度需求的高端/特种设备。
/ 初始精度 /
初始精度是用于评估电阻产品在未使用的情况下电阻值与标称值偏差大小的参数,测量方法:“在25℃环境下,直接测量电阻器的电阻值,此时测得的电阻值与标称阻值的差值除以标称阻值就是该电阻器的初始精度。“
当电流检测精度要求不高时,往往对初始精度没有太多要求。但是对于高精度电流检测则不同,在不对电阻产品进行标定的情况下,电阻器的初始精度会较大程度地影响电流检测精度。因此,我们也需要对初始阻值保持关注。
产品对比
在精密检流电阻领域,参数指标是衡量产品竞争力的核心标尺。然而,面对市场上琳琅满目的产品,工程师们往往陷入两难:性能与成本能否兼得?国产替代能否满足严苛需求?
为此,我们选取全球精密电阻领域具有代表性的知名品牌 2512 系列产品,与开步电子 PCSR2512 进行基本信息对比 。
PS:表格中海外品牌产品的价格、交期等信息均参考贸泽电子公开信息,PCSR2512产品的价格、交期信息参考自开步电子官网的公开信息
对比两款产品的参数我们可以发现,开步电子的PCSR2512系列产品在基本参数上已经比肩业内顶尖标杆产品,得益于开步电子坚持的全产业链布局,PCSR2512系列在产品价格与交付上的有所领先。
总结
国产精密电阻的破局逻辑:技术+成本+服务的三重革新
开步电子PCSR2512的突围,绝非简单的“低价替代”,而是通过全产业链布局实现的技术跃迁:
● 性能对标:在长期稳定性(2000h漂移0.2%)、温度系数(±15ppm/℃)、初始精度±0.1%、等核心指标上,与业内标杆并驾齐驱,部分场景甚至更适配国内严苛工况。
● 成本控制:采用自研电子束焊接工艺与全流程国产化供应链,价格仅为海外同类1/5,同时交期从大半年压缩至8周,化解“等料卡产”困局。
● 本土化服务闭环:从定制化参数调整到24小时技术支持,解决进口品牌“响应慢、门槛高”的行业现状。
当下,精密电阻的国产化已从“替代”走向“超越”。开步电子作为国产高端电阻制造商的领头企业,始终秉持以技术与研发为核心,以 “丰全球电子羽翼,解用户设计制造之难”为愿景,正在新能源BMS、工业伺服系统、高端医疗设备等领域,重塑中国制造的竞争力。
睿思课堂
Q:电阻阻值的长期漂移,为何不可逆?长期漂移误差为何难以计算?
A:根据VPG(Vishay Precision Group)与Vishay的创始人Felix Zandman博士的著作《Resistor Theory and Technology》第三章:Irreversible Phenomena Associated with Ohm's Law中提及:
①“在由各种类型原子组成的固体溶液中,相似性质原子的浓度 c 可以在溶液中从一点变化到另一点,因此该系统的自发趋势将趋向于均匀化。”
②“就导电性而言,如果被研究的晶体是完美且单晶的,那么可能不会有与欧姆定律相关的不可逆现象,因为晶格原子将无法区分。然而,显然情况并非如此,导电性将通过马蒂森定律随时间和温度变化。”
↓
由此我们可以得到答案:
①电阻参数误差不可逆转的原因:制造电阻的材料并非均匀分布,依据热力学第二定律,材料会自发朝着更均匀的状态演变,如同屋子不打扫会变杂乱,且当下没有恢复材料初始状态的手段,所以变化无法逆转。
②电阻参数误差难以计算的原因:该过程受微观结构、使用环境等因素影响,缺乏简便理论进行分析,实际测试的可重复性低且耗时很长,故而难以从理论上预估电阻变化值,只能依据负载寿命测试数据,结合温度,功率,时间等参数,做大致判断。
审核编辑 黄宇
-
电阻
+关注
关注
87文章
5661浏览量
175854 -
精密电阻
+关注
关注
1文章
48浏览量
12188
发布评论请先 登录
3-16串一颗芯片搞定 全解AMG8816全集成BMS主控的参数真相

请问VL53L4CXV0DH/1,这一颗tof, 是否支持100赫兹的测量频率?
天硕工业级SSD固态硬盘全国产链,能否替代进口品牌?
多个i.MXRT共享一颗Flash启动的方法与实践(下)

LED 灯坏一颗全灭?这招让故障 “无感自愈”,90% 工程师都在抄!

紫光同芯携手贞光科技,助力汽车芯片国产替代,打破国外垄断

贴片电阻的国产替代趋势及挑战分析
用一颗TXB0104可以进行串口电压转换吗?
三合一TYPE-C超级快充数据线充电IC,仅需一个电阻即可+LDO

一颗射频开关的独白

芯海科技32位MCU加速工业芯片国产替代

两颗TAS5711,一颗作2.0输出,一颗作PBTL输出,共用一个I2S_DATA时发现失真增大,为什么?
《黑神话:悟空》与OBOO鸥柏触摸屏一体机电脑高配置选配打造指南

联想拯救者携手《黑神话:悟空》玩转东方神话世界

评论