Điện trở cảm giác hiện tại sử dụng bài hát PCB

Tôi muốn tiết kiệm trong việc mua một điện trở có ý nghĩa và chỉ sử dụng các bài hát PCB. Tôi cần cảm nhận tới 2,5A và tôi muốn thiết kế dấu vết để nó có điện trở 0,1 ohm. Đây có phải là một cách tiếp cận tốt? Ngoài ra, bất kỳ ai cũng có thể chia sẻ các tính toán về cách xác định chiều dài và chiều rộng theo dõi giả sử độ dày đồng 1 Oz?

Hai nhược điểm chính là độ chính xác liên quan: dung sai ban đầu và hệ số nhiệt độ.

Dung sai ban đầu

PCB được thực hiện để dung sai lỏng lẻo. Độ dày đồng là danh nghĩa, không được kiểm soát chính xác. Ngay cả chiều rộng etch cũng có thể thay đổi lớn. Bạn có thể đạt được độ chính xác của khu vực cắt ngang 20% ​​để bắt đầu nếu bạn may mắn, tệ hơn nhiều nếu bạn không.

Hệ số nhiệt độ (tempco)

Kim loại nguyên chất có tempco dốc, đồng là 0,4% / C. Đó là sự thay đổi 10% về điện trở đối với sự thay đổi nhiệt độ 25C. Các điện trở được làm từ hợp kim đã được thiết kế để có tempco gần bằng không.

Để phát hiện xem dòng điện có chảy hay không, hoặc thậm chí đối với phần tử cảm giác hiện tại trong bộ chuyển đổi được kiểm soát hiện tại trong đó có trong vòng phản hồi, có thể vẫn ổn. Để đo bất cứ thứ gì với bất kỳ độ chính xác nào, hãy sử dụng điện trở shunt dòng điện rời rạc.

Một điện trở rời sẽ có khả năng xử lý công suất cao hơn nhiều so với rãnh. Và nếu bạn quá tải nó một cách thảm khốc, nó có thể được thay thế, trong khi mất một bản nhạc sẽ làm hỏng bảng.

Đầu tiên, hãy để tôi nói rằng tôi đồng ý với tất cả các câu trả lời đã được cung cấp. Tuy nhiên, với một sự thay đổi đơn giản của các yêu cầu, giải pháp này có thể không quá đáng như nó có vẻ.

Các thông số thiết kế được cung cấp bởi tác giả giải quyết giảm 0,25V và mất 0,6W. Đây là quá nhiều, xem xét rằng các cảm biến hiện tại bình thường hoạt động từ ít nhất 1 ~ 10mV so với điện trở trong 0,6 ~ 5mOhms.

Nếu chênh lệch điện áp 1-10mV tương thích với bất kỳ mạch nào được lên kế hoạch thì chiều dài đồng yêu cầu sẽ giảm xuống còn cm, nếu không phải là milimet. Bây giờ, nếu PCB đã có dấu vết nguồn từ đầu vào đến đầu ra, tại sao không chạm vào nó cho ý nghĩa hiện tại? Sự khác biệt điện áp đã có! Lập luận rằng việc đốt dấu vết đó sẽ phá hủy PCB sẽ biến mất ngay lập tức.

Đối số lên tiếng thứ hai là hệ số nhiệt. Điểm rất hợp lệ. Tuy nhiên tôi nghi ngờ rằng dấu vết điện trên PCB sẽ có khả năng tản nhiệt cao hơn nhiều so với điện trở. Trong thực tế, nếu được thực hiện đúng nó sẽ là môi trường xung quanh. Tất nhiên vẫn chưa đủ chính xác, nhưng chúng tôi chưa thấy yêu cầu. Như @ neil-uk đã chỉ ra, có những ứng dụng phát hiện dòng chảy là đủ. Hoặc đột ngột tăng đột biến ở dòng điện nhiều lần so với bình thường (ví dụ: gian hàng động cơ).

Một đối số khác là cắt ban đầu. Có, trong sản xuất hàng loạt, nó sẽ không hợp lý. Nhưng đối với dự án một lần, nó có thể được thực hiện dễ dàng với một số ứng dụng cẩn thận của giấy nhám mịn.

Nói tóm lại, cũng như những người khác tôi sẽ không đề xuất điều này. Nhưng tôi tin rằng nó có thể thực hiện được và chấp nhận được trong một số trường hợp cụ thể.

CẬP NHẬT

Đang đọc ghi chú ứng dụng và tình cờ thấy AN894 từ Microchip. Trên trang 3, bạn có thể tìm thấy "Hình 3: Điện trở PCB shunt" như một tùy chọn hợp lệ cho các thiết kế không yêu cầu độ chính xác cao.

Điện trở đồng tăng điện trở với nhiệt độ. Đó là khoảng 0,4% mỗi độ C. Điều đó làm cho họ điện trở kém. Nhưng có lẽ bạn ổn với nó. Chỉ cần lưu ý rằng nhiệt độ tăng 25 độ sẽ giúp bạn tăng 10% sức đề kháng.

Về nguyên tắc, nếu bạn có cách đo điện trở thực tế, hoặc cách để biết nhiệt độ của dấu vết, bạn có thể bù cho sự thay đổi nhiệt độ. Thông thường đó là không thực tế.

Cách tính điện trở của điện trở kim loại có tiết diện đồng đều như sau:

R = ρ * l / A.

R là điện trở, ρ là điện trở suất lớn của vật liệu, l là chiều dài của điện trở và A là diện tích mặt cắt ngang của điện trở. Đối với một dấu vết, diện tích mặt cắt ngang là chiều dày dấu vết * chiều rộng dấu vết.

Đối với đồng, ρ là 1,72 * 10 ^ -8 Ohm-mét. Vì vậy, sử dụng mét cho tất cả chiều rộng và chiều cao và chiều dài của bạn để tránh sai lầm với các đơn vị.

Hy vọng rằng sẽ giúp bạn đánh giá xem có nên sử dụng điện trở cảm giác đồng hay không và cách tính kích thước có thể hoạt động.

Ok, xem nào. Có hai điều.

Đầu tiên, đối với độ khuếch đại 2,5 A, chiều rộng theo dõi phải ít nhất là 42 triệu, theo máy tính BITTELE . Bây giờ, để đạt 0,1 Ohm, chiều dài dấu vết phải vào khoảng 8,3 inch. Tôi không chắc chắn nếu chi phí của không gian PCB có thể bù đắp chi phí của điện trở $ 1.

Thứ hai, có dung sai sản xuất. Độ dày mạ có thể khác nhau, và có quá nhiều khắc làm cho dấu vết hẹp hơn. Vì vậy, giá trị của shunt này sẽ thay đổi từ bảng này sang bảng khác. Để có được dung sai điện trở chip 0,5% - 0,1% điển hình, bạn sẽ cần sử dụng hiệu chuẩn riêng cho điện trở của mình, việc này sẽ tốn rất nhiều chi phí.

Bây giờ bạn quyết định xem đây có phải là một ý tưởng tốt để sử dụng theo dõi PCB thay vì điện trở SMT $ 1 được đảm bảo.

Bạn có thể có thể làm điều này trên một pcb phụ đề gốm. Trên FR4 bình thường bạn có thể làm điều đó, nhưng dung sai sẽ kém và hệ số nhiệt độ sẽ rất kinh khủng.

Đối với 2,5A và 0,1 Ohm, bạn cần có 275mm dấu vết 1mm.

Bộ công cụ Saturn PCB.

Tuy nhiên, tôi khuyên dùng một điện trở cảm giác hiện tại hoặc cảm biến hiệu ứng hội trường từ Allegro MicroSystems hoặc tương tự.

Các câu trả lời khác đã trình bày khá tốt về cách thức này. Về cơ bản chỉ cần sử dụng một máy tính để tìm ra chiều rộng và chiều dài theo dõi. Nhưng tôi nghĩ những bình luận này quá thận trọng. Nếu bạn chỉ đang cố gắng phát hiện một gian hàng động cơ, quá dòng hoặc một cái gì đó tương tự thì tôi sẽ nói nó ổn. Tôi đã làm điều này thành công trước đây.

Bạn nên tìm ra loại chính xác bạn cần. Nếu nó rất thấp (nên sử dụng phương pháp này), thì hãy tìm hiểu xem bạn có thể giảm điện áp shunt bao nhiêu mà vẫn có được độ chính xác đó. Nếu bạn bắt đầu với vRef thấp, và sau đó giải quyết chỉ với 10-20 điểm độ phân giải, bạn sẽ có thể giảm được mức kháng cự shunt.