PCB izleri kullanan güncel duyu direnci

Bir duyu direnci satın almaktan tasarruf etmek ve sadece PCB parçalarını kullanmak istiyorum. 2.5A'ya kadar hissetmem gerekiyor ve izi 0.1 ohm direnç gösterecek şekilde tasarlamak istedim. Bu iyi bir yaklaşım mı? Ayrıca, 1 Oz bakır kalınlığı varsayıldığında palet uzunluğunun ve genişliğinin nasıl belirleneceği ile ilgili hesaplamalar paylaşılabilir mi?

İki ana dezavantaj doğrulukla ilgilidir: başlangıç ​​toleransı ve sıcaklık katsayısı.

İlk tolerans

PCB'ler toleransları kaybetmek için yapılır. Bakır kalınlığı nominaldir, doğru şekilde kontrol edilmez. Dağlama genişliği bile büyük değişikliklere tabidir. Şanslıysanız başlamak için% 20 kesit alanı doğruluğu elde edebilirsiniz, eğer değilseniz daha da kötüdür.

Sıcaklık katsayısı (tempco)

Saf metaller dik bir tempcoya sahiptir, bakır% 0.4 / C'dir. Bu, sıcaklıkta 25C'lik bir değişiklik için dirençte% 10'luk bir değişikliktir. Dirençler sıfıra yakın tempco'ya sahip olacak şekilde tasarlanmış alaşımlardan yapılır.

Bir akımın akıp akmadığını tespit etmek için veya belki de bir geri besleme döngüsünün içinde olduğu akım kontrollü bir dönüştürücüdeki akım algılama elemanı için bile, sorun olabilir. Herhangi bir doğruluk görünümü ile herhangi bir şeyi ölçmek için, ayrı bir akım şönt direnci kullanın.

Ayrık bir direnç, bir paletten çok daha yüksek güç kullanımına sahip olacaktır. Ve felaketle aşırı yüklemeniz gerekiyorsa, değiştirilebilir, oysa bir parçayı kaybetmek tahtayı çöker.

Öncelikle, daha önce verilen tüm cevaplara katıldığımı söyleyeyim. Ancak, gereksinimlerin basit bir şekilde değiştirilmesi ile bu çözüm göründüğü kadar aşırı olmayabilir.

Yazar tarafından sağlanan tasarım parametreleri 0,25V düşüş ve 0,6W güç kaybına dönüşür. Normal akım sensörlerinin 0,6 ~ 5mOhms dirençler üzerinden 1 ~ 10mV kadar az çalıştığı düşünüldüğünde bu çok fazladır.

1-10mV voltaj farkı planlanan devre ile uyumluysa, gerekli bakır uzunluğu milimetre değilse, santimetreye düşer. Şimdi, PCB zaten girişten çıkışa güç izine sahipse , neden mevcut anlam için ona dokunmuyorsunuz? Voltaj farkı zaten var! Bu izi yakmanın PCB'yi yok edeceği iddiası derhal geçersiz olur.

En çok dile getirilen ikinci argüman termal katsayıdır. Çok geçerli bir nokta. Bununla birlikte, PCB üzerindeki güç izinin bir dirençten çok daha yüksek termal dağılım kapasitesine sahip olduğundan şüpheleniyorum. Aslında, doğru yapılırsa ortam olacaktır. Tabii ki hala yeterince kesin değil, ama gereksinimleri görmedik. @ Neil-uk'un işaret ettiği gibi, akım akışını tespit etmenin yeterli olduğu uygulamalar vardır. Veya normalin birkaç kez üzerindeki akımlarda ani ani yükselmeler (örn. Motor durması).

Başka bir argüman ilk düzeltme. Evet, seri üretimde mantıklı olmayacak. Ancak bir kerelik proje için, ince zımpara kağıdının dikkatli bir şekilde uygulanmasıyla kolayca yapılabilir.

Kısacası, diğerleri gibi ben bunu tavsiye etmem. Ancak bazı özel durumlarda yapılabilir ve kabul edilebilir olduğuna inanıyorum.

GÜNCELLEME

Uygulama notları okuyordu ve Microchip AN894 tökezledi . 3. sayfada "Şekil 3: PCB Şönt Direnci" ni yüksek hassasiyetin gerekli olmadığı tasarımlar için geçerli bir seçenek olarak bulabilirsiniz.

Bakır dirençler sıcaklıkla direncini arttırır. Derece C başına yaklaşık% 0.4'dür. Bu onları zayıf dirençler yapar. Ama belki de sorun yok. Sadece 25 derecelik bir sıcaklık artışının size% 10 direnç artışı sağlayacağını unutmayın.

Prensip olarak, gerçek direnci ölçmenin bir yolunu veya izin sıcaklığını bilmek için bir yolunuz varsa, sıcaklık değişimini telafi edebilirsiniz. Genellikle bu pratik değildir.

Tek kesitli bir metal direncin direncini hesaplamanın yolu aşağıdaki gibidir:

R = ρ * l / A.

R dirençtir, ρ malzemenin kütle direncidir, l direncin uzunluğu ve A direncin enine kesit alanıdır. İz için enine kesit alanı iz kalınlığı * iz genişliğidir.

Bakır için ρ 1,72 * 10 ^ -8 Ohm metredir. Bu nedenle, birimlerdeki hatalardan kaçınmak için tüm genişlikleriniz, yükseklikleriniz ve uzunluklarınız için metre kullanın.

Bakır duyu direncinin kullanılıp kullanılmayacağını ve ayrıca işe yarayabilecek boyutların nasıl hesaplanacağını değerlendirmenize yardımcı olacağını umuyoruz.

Tamam hadi görelim. İki şey var.

İlk olarak, 2,5 A'lik bir amfilik için, BITTELE hesap makinesine göre iz genişliği en az 42 mil olmalıdır. . Şimdi, 0.1 Ohm'a ulaşmak için, iz uzunluğu yaklaşık 8.3 inç olmalıdır. PCB alanı maliyetinin 1 $ direnç maliyetini telafi edip edemeyeceğinden emin değilim.

İkincisi, üretim toleransları vardır. Kaplama kalınlığı değişebilir ve izi daraltan aşırı aşındırma vardır. Böylece bu şantın değeri tahtadan tahtaya değişecektir. Tipik% 0,5 -% 0,1 çip direnci toleransına ulaşmak için, direncinizin çok fazla maliyete tabi olacak şekilde bireysel kalibrasyonunu kullanmanız gerekir.

Şimdi bunun garantili 1 $ SMT direnci yerine PCB izini kullanmak için iyi bir fikir olup olmadığına karar veriyorsunuz.

Bunu muhtemelen bir seramik alt tabaka pcb üzerinde yapabilirsiniz. Normal FR4'te bunu yapabilirsiniz, ancak tolerans kötü olacak ve sıcaklık katsayısı korkunç olacaktır.

2.5A ve 0.1 Ohm için 275mm 1mm iz gerekir.

Satürn PCB araç kiti.

Bununla birlikte, bir akım algılama direnci veya Allegro MicroSystems veya benzeri bir salon etkisi sensörü öneririm.

Diğer cevaplar bunun nasıl yapıldığını gayet iyi açıkladı . Temel olarak iz genişliği ve uzunluğunu bulmak için bir hesap makinesi kullanın. Ancak bu yorumların aşırı derecede temkinli olduğunu düşünüyorum. Sadece bir motorun durmasını, aşırı akımı veya bunun gibi bir şeyi tespit etmeye çalışıyorsanız, bunun iyi olduğunu söyleyebilirim. Bunu daha önce başarıyla yaptım.

Ne tür bir doğruluğa ihtiyacınız olduğunu bulmalısınız. Çok düşükse (bu yöntem verildiğinde), şönt voltajını ne kadar azaltabileceğinizi ve yine de bu doğruluğu elde edebileceğinizi öğrenin. Düşük bir vRef ile başlar ve daha sonra sadece 10-20 çözünürlük için yerleşirseniz, şönt direncini azaltabilirsiniz.