优化开尔文封装 - 利用双焊盘检测电阻实现的高精度开尔文检测

　　

　　图3. 开尔文检测。

　　优化开尔文封装

　　图3所示布局是对标准双焊盘方案的一种显著的改进，但是，在使用极低值电阻（0.5 mΩ或以下）时，焊盘上检测点的物理位置以及流经电阻的电流对称性的影响将变得更加显著。例如，ULRG3-2512-0M50-FLFSL是一款固态金属合金电阻，因此，电阻沿着焊盘每延伸一毫米，结果都会影响有效电阻。使用校准电流，通过比较五种定制封装下的压降，可以确定最佳检测布局。

　　测试PCB板

　　图4展示在测试PCB板上构建的五种布局模式，分别标记为A到E.我们尽可能把走线布局到沿着检测焊盘延伸的不同位置的测试点，表示为图中的彩点。各个电阻封装为：

　　1.基于2512建议封装的标准4线电阻（见图2（b））。检测点对 （X and Y）位于焊盘外缘和内缘（x轴）。

　　2.类似于A，但焊盘向内延伸较长，以便更好地覆盖焊盘区（见图2（a））。检测点位于焊盘中心和末端。

　　3.利用焊盘两侧以提供更对称的系统电流通路。同时把检测点移动到更中心的位置。检测点位于焊盘中心和末端。

　　4.与C类似，只是系统电流焊盘在最靠里的点接合。只使用了外部检测点。

　　5.A和B的混合体。系统电流流过较宽的焊盘，检测电流流过较小的焊盘。检测点位于焊盘的外缘和内缘。

　　

　　图4. 测试PCB板的布局。

　　在模板上涂抹焊料，并在回流炉中使用回流焊接。使用的是ULRG3-2512-0M50-FLFSLT电阻。

　　测试步骤

　　测试设计如图5所示。使20 A的校准电流通过各个电阻，同时使电阻保持在25°C.在加载电流后1秒内，测量产生的差分电压，以防止电阻温度升高1°C以上。同时监控各个电阻的温度，以确保测试结果均在25°C下测得。电流为20 A时，通过0.5 mΩ电阻的理想压降为10 mV.

　　

　　图5. 测试设置。

　　测试结果

　　表1列出了采用图4所示检测焊盘位置测得的数据。

　　表1. 测得电压和误差

　　

　　* 无开尔文检测。对通过高电流主焊盘的电压进行测量，以展示与焊料电阻相关的误差。