ケルビン接続抵抗器（4端子抵抗器） で回路電流を正確に測定

電流検出器及び4端子抵抗器

電源やバッテリ調整回路を設計する際の注意として他の部品の損傷につながる短絡や過電流のリスクをなくすことです。
今回紹介するOhmiteの電流検出抵抗器はこうした用途に適したソリューションです。

電流検出抵抗器とは

電流検出器は抵抗器の中でも精度、電力、低い抵抗値が求められる製品です。
電流検出抵抗器は通常、「シャント」抵抗器とも呼ばれます。
シャント抵抗器は回路を流れる電流の量を監視するために使用されます。
こうした抵抗器の抵抗値は非常に低く、通常は50ミリオーム(0.050オーム)以下です。

電流検出抵抗器の仕組み

オームの法則に従って、電流が流れると抵抗により電圧降下が生じます。
こうした電圧の降下は低値で測定され電流値に換算されます。
電流値に換算するので抵抗器は高精度の抵抗器を使用しなければならない。
昨今は抵抗値の誤差を極力なくすために、マイコンなどでキャリブレーション補正を行うこともある。
電流検出抵抗器は電力消費量を最小限にするため低抵抗の設計となっている。

「ケルビン」構成とは

「ケルビン」構成抵抗器の特長は4本のリード線又は端子です。この4端子抵抗器は2本の
相対するリード線に電流を流し、他の2本で電圧を測定できます。
さらに、ケルビン接続は検出回路のすべての端子を1部分にまとめることによって基板設計を簡素化できます。
ケルビン接続は正確な電流検出とシンプルな基板設計に不可欠です。
シャント抵抗器と電圧計を使用した電流測定は、電流量が非常に大きいアプリケーションに特に適しています。
こうしたアプリケーションでは、シャント抵抗器の抵抗値がミリオーム又はマイクロオームになるため大電流でも電圧降下はごくわずかです。
マイクロオーム台のシャントでは抵抗値が低すぎるため、ワイヤ接続の抵抗と同程度になります。
シャントの電圧降下をそうした低値で測定するには、ワイヤ接続の電流の電圧降下の検出を回避する方法で行う必要があります。
シャントには通常4本の接続端子が付属しています。こうした方法でシャントを使用することによって、
ワイヤや接続によって生じる電圧降下や配線抵抗を排除することができ、シャント抵抗自体による電圧降下のみを測定できます。

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将来の展望

世界はますますテクノロジー主導になるため、電流検出抵抗器の使用も増加し続けます。超低抵抗値のニーズもすでに高まりつつあります。さらに、より大きな電力に対応できる電流検出抵抗器のニーズも高まっています。業界全体でみると、製品の小型化が進む傾向にあるため、こうした要件を満たす新たな抵抗器の数が増えていることに注意してください。

可能な用途

この製品の用途は多数あります。電流検出製品がすでに使用されているアプリケーションは、以下のとおりです。

• 一般的な用途 - 電源、ディスクドライブ、バッテリ電源管理、電流検出制御又は過電流検出、モーター起動、高電圧及び高精度アプリケーション
• 消費財 - 電動工具、サーモスタット、電化製品、テレビ、煙探知機、ビデオカセットレコーダー
• 自動車 - アンチロックブレーキシステム(ABS)、キーレスエントリーシステム、エアバッグ、パワーステアリングコントロールシステム、電圧レギュレーター、パワートレイン、インフォメーションセンター、エンジン制御及びモジュール
• 通信 - 電話、携帯電話、ポケットベル、モバイルラジオ、ハンドヘルドデバイス、ノートパソコン
• 医療及び計測 - 監視システム、圧力センサー、インプラント製品、電子スケール、及びさまざまな診断機器
• 軍事及び航空 - 衛星、ミサイル、監視装置、ソナー、航空電子機器