分流電阻器作為檢測(cè)電流的用途在車載和工業(yè)設(shè)備上被廣泛采用。隨著汽車高性能化和電動(dòng)化的普及，在部件數(shù)量增加、開(kāi)展高密度安裝的趨勢(shì)下，也要求分流電阻器向小型大功率方向發(fā)展。
眾所周知，實(shí)現(xiàn)4W的額定功率，分流電阻器一般需要6.4*3.2mm的封裝，在PCB這個(gè)寸金的載體上，如果能在5.0*2.5mm的封裝下實(shí)現(xiàn)4W的額定功率，需要怎么做？日前，全球知名半導(dǎo)體制造商羅姆半導(dǎo)體發(fā)布了GMR家族的新成員GMR50，小型化、散熱性能優(yōu)異是這款分流電阻器的標(biāo)簽，“此次開(kāi)發(fā)的GMR50系列以5025尺寸在世界范圍內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了4W化”，羅姆半導(dǎo)體通用元器件生產(chǎn)本部電阻器制造部組長(zhǎng)田中幸作先生在發(fā)布會(huì)上向媒體描述到，“該產(chǎn)品非常適用于車載和工業(yè)設(shè)備中電機(jī)、電源電路的電流檢測(cè)。”
羅姆電阻器的開(kāi)發(fā)趨勢(shì) 羅姆電阻器針對(duì)市場(chǎng)上大功率和節(jié)省空間的要求，不斷地?cái)U(kuò)充著分流電阻器以及高可靠性電阻器的產(chǎn)品陣容。具體來(lái)說(shuō)，分流電阻器的額定功率在不斷的提高，GMR系列的電阻器現(xiàn)在可以做到3-5W，未來(lái)最大做到10W；PSR系列現(xiàn)在最高是5W，未來(lái)可以提升到15W；同時(shí)PMR和LTR系列電阻器也可由現(xiàn)在的2W提升到3W。
高可靠性的電阻器也是同樣的，在保持封裝大小不變的情況下，提高額定功率，或者做小型化的封裝的時(shí)候，保持抗浪涌能力不變，或者是抗硫化性能的提高，這都是羅姆針對(duì)車載市場(chǎng)專門的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。
為什么需要小型化的電阻 以車載市場(chǎng)為例，作為一體化的一個(gè)移動(dòng)服務(wù)載體，汽車上面集中的功能越來(lái)越多，對(duì)各種元器件的要求也發(fā)生了變化。對(duì)分流電阻器以及高可靠性電阻器的需求越來(lái)越多，特別是要求能夠支持大電流的檢測(cè)回路，包括在高溫下也能實(shí)現(xiàn)比較穩(wěn)定的電流檢測(cè)精度以及封裝小型化，基于這種需求下羅姆GMR系列電阻應(yīng)運(yùn)而生。
GMR50是世界上首次以5.0*2.5mm尺寸實(shí)現(xiàn)了4W額定功率的分流電阻器，在端子溫度90時(shí)可以達(dá)到4W，端子溫度110度時(shí)仍然可以達(dá)到3W的高功率，阻值范圍5-220毫歐，使用溫度范圍負(fù)55度到170度。它的具體優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：
1、通過(guò)高散熱結(jié)構(gòu)，大幅改善PCB板的散熱性，并保證額定功率4W
可靠性對(duì)于電阻器來(lái)說(shuō)重要的一點(diǎn)就是散熱設(shè)計(jì)，因?yàn)殡S著PCB上功能進(jìn)一步集成化，元器件的散熱環(huán)境越來(lái)越惡化。GMR50電阻器是在GMR100的基礎(chǔ)上進(jìn)行開(kāi)發(fā)的，貼裝面積減小39%，小型化之后需要解決散熱的問(wèn)題，針對(duì)這一課題，羅姆工程師對(duì)GMR50電阻器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)分布做了很好的調(diào)整，通過(guò)改進(jìn)了電極結(jié)構(gòu)以及優(yōu)化元件內(nèi)部設(shè)計(jì)，大幅提到散熱性；對(duì)電極某一部分材料做一些變更，從而在施加比較大應(yīng)力的時(shí)候使電極的粘合性更好，所以能夠保證一個(gè)小尺寸的情況下也能達(dá)到額定功率4W。
羅姆所支持的散熱設(shè)計(jì)不僅是針對(duì)單顆的電阻器，是可以針對(duì)整個(gè)PCB板進(jìn)行整體的熱仿真，來(lái)提供一些相應(yīng)的散熱對(duì)策。上圖是羅姆公司以FlothermTM專門的熱仿真軟件做的一個(gè)GMR50電阻和羅姆以往產(chǎn)品的溫升對(duì)比。在同樣施加2W的功率前提下，表面溫升降低了57%；在貼裝面積減小39%的尺寸下施加功率達(dá)到4W的時(shí)候它的表面溫度比普通產(chǎn)品還要再低20度，它的可靠性得到進(jìn)一步提升。
2、通過(guò)提高耐受性，可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的電流檢測(cè)
分流電阻器的作用就是提供穩(wěn)定、精確的電流檢測(cè)功能，不僅在正常工作情況下，特別是在檢測(cè)對(duì)象發(fā)生了一些對(duì)地短路或者對(duì)電源短路等的故障，導(dǎo)致電阻器上流過(guò)大電流，過(guò)負(fù)荷的時(shí)候，也必須要保證電阻器它的電阻變化率比較小，才能保證過(guò)流保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)作。
上圖是普通的電阻器和GMR50電阻器過(guò)負(fù)載試驗(yàn)的比較，這兩個(gè)產(chǎn)品同樣都是4W額定值產(chǎn)品，可以看到在施加功率逐漸增加的時(shí)候，GMR50的電阻變化率仍然是在0.5%以內(nèi)，非常利于客戶工程師的過(guò)流保護(hù)設(shè)計(jì)。
3、在低阻值范圍內(nèi)也實(shí)現(xiàn)了出色的電阻溫度系數(shù)
電阻溫度系數(shù)指的是溫度變化一度，實(shí)際阻值相對(duì)于標(biāo)稱阻值的一個(gè)變化量，也就是溫度變化的時(shí)候阻值的波動(dòng)，其反映了電阻對(duì)溫度的依存性，這個(gè)波動(dòng)越小，實(shí)際檢測(cè)到的值越準(zhǔn)確。一般來(lái)說(shuō)電阻值越低，電阻溫度系數(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較高。作為一個(gè)5-220毫歐的低阻值產(chǎn)品，GMR50采用了高性能的合金金屬電阻體，從而可以保證在低阻值范圍內(nèi)也能實(shí)現(xiàn)非常低的電阻溫度系數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)高精度的電流檢測(cè)，并提升設(shè)備整體的可靠性。
上圖顯示從5毫歐一直到220毫歐，GMR50電阻溫度系數(shù)的實(shí)測(cè)可以達(dá)到25ppm/攝氏度以內(nèi)。
“電阻器這種產(chǎn)品貫徹了羅姆一貫的垂直整合型制造體系”，羅姆半導(dǎo)體（北京）有限公司技術(shù)中心高級(jí)工程師吳波先生介紹到，“不僅作為羅姆的一個(gè)創(chuàng)業(yè)產(chǎn)品，實(shí)際上是作為羅姆非常有特色的一系列產(chǎn)品不斷得到繼承和發(fā)展的。”羅姆重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域主要集中在功率元器件、模擬電源IC、通用元器件三大方面。各類通用元器件整體的市場(chǎng)出貨量都位居世界前列，以壓倒性的供應(yīng)能力來(lái)向客戶提供最新技術(shù)的高品質(zhì)產(chǎn)品，截止到2018年的出貨量達(dá)到2.5萬(wàn)億個(gè)，主要集中市場(chǎng)是在車載和工控，整體出貨量達(dá)到65%；在其他的一些移動(dòng)設(shè)備或者是其他消費(fèi)類產(chǎn)品加在一起35%左右。