PCB 트랙을 사용하는 전류 감지 저항

감지 저항을 구입하지 않고 PCB 트랙을 사용하고 싶습니다. 최대 2.5A를 감지해야하고 0.1ohm 저항을 갖도록 트레이스를 설계하고 싶었습니다. 이것이 좋은 접근입니까? 또한 1Oz 구리 두께를 가정하여 트랙 길이와 너비를 결정하는 방법에 대한 계산을 공유 할 수 있습니까?

두 가지 주요 단점은 정확도와 관련하여 초기 공차 및 온도 계수입니다.

초기 공차

PCB는 공차를 느슨하게 만듭니다. 구리 두께는 공칭이며 정확하게 제어되지 않습니다. 에칭 폭조차도 큰 변화를 겪는다. 운이 좋으면 시작하기에 20 %의 단면적 정확도를 달성 할 수 있고, 그렇지 않으면 훨씬 나빠질 수 있습니다.

온도 계수 (tempco)

순수 금속은 가파른 템코를 가지며 구리는 0.4 % / C입니다. 이는 25C 온도 변화에 대한 저항의 10 % 변화입니다. 저항기는 거의 제로 tempco를 갖도록 설계된 합금으로 만들어집니다.

전류가 흐르는 지 여부를 감지하거나 피드백 루프 내에있는 전류 제어 컨버터의 전류 감지 요소의 경우에도 정상일 수 있습니다. 정확도가 높은 것을 측정하려면 이산 전류 분로 저항기를 사용하십시오.

이산 저항은 트랙보다 훨씬 높은 전력 처리 능력을 갖습니다. 그리고 만일 당신이 그것을 과도하게 과부하시켜야한다면, 트랙을 잃어 버리면 보드를 낭비하게됩니다.

먼저 이미 제공된 모든 답변에 동의한다고 가정하겠습니다. 그러나 요구 사항을 간단히 변경하면이 솔루션은 생각보다 터무니하지 않을 수 있습니다.

작성자가 제공 한 설계 파라미터는 0.25V 강하 및 0.6W의 전력 손실로 해결됩니다. 일반 전류 센서가 0.6 ~ 5mOhms의 저항에서 1 ~ 10mV에 불과한 수준에서 작동한다는 점을 고려할 때 이는 너무 많은 일입니다.

1-10mV의 전압 차동이 계획된 회로와 호환되는 경우 필요한 구리 길이는 밀리미터가 아닌 경우 센티미터로 줄어 듭니다. PCB에 이미 입력에서 출력까지의 전력 트레이스가 있다면 전류 감지를 위해 PCB를 활용 해 보지 않겠습니까? 전압 차이가 이미 있습니다! 트레이스를 태우면 PCB가 파괴된다는 주장은 즉시 무효가됩니다.

두 번째로 가장 큰 주장은 열 계수입니다. 매우 유효한 포인트입니다. 그러나 PCB의 전력 트레이스가 저항보다 훨씬 높은 열 분산 용량을 가질 것으로 생각합니다. 실제로, 올바르게 수행되면 주변 환경이됩니다. 물론 아직 충분히 정확하지는 않지만 요구 사항을 보지 못했습니다. @ neil-uk가 지적했듯이 전류 흐름을 감지하는 것으로 충분한 응용 프로그램이 있습니다. 또는 정상보다 몇 배 높은 전류에서 급격한 스파이크 (예 : 모터 스톨).

또 다른 논쟁은 초기 손질이다. 예, 대량 생산에서는 그럴듯하지 않습니다. 그러나 일회성 프로젝트의 경우 정밀한 사포를 조심스럽게 적용하여 쉽게 수행 할 수 있습니다.

간단히 말해서, 다른 사람들처럼 나는 이것을 추천하지 않을 것입니다. 그러나 특정 상황에서는 그것이 가능하고 수용 가능하다고 생각합니다.

최신 정보

앱 노트를 읽고 있었고 Microchip의 AN894 를 우연히 발견했습니다 . 3 페이지에서 "그림 3 : PCB 분로 저항"을 고정밀이 요구되지 않는 설계에 유효한 옵션으로 찾을 수 있습니다.

구리 저항은 온도에 따라 저항이 증가합니다. C 당 약 0.4 %이므로 저항이 열악합니다. 그러나 아마도 당신은 그것으로 괜찮습니다. 온도가 25도 증가하면 저항이 10 % 증가한다는 점을 명심하십시오.

원칙적으로 실제 저항을 측정하거나 트레이스의 온도를 알 수있는 방법이 있다면 온도 변화를 보상 할 수 있습니다. 일반적으로 실용적이지 않습니다.

단면이 균일 한 금속 저항의 저항을 계산하는 방법은 다음과 같습니다.

R = ρ * l / A.

R은 저항, ρ는 재료의 벌크 저항, l은 저항의 길이, A는 저항의 단면적입니다. 트레이스의 경우 단면적은 트레이스 두께 * 트레이스 너비입니다.

구리의 경우, ρ는 1.72 * 10 ^ -8 Ohm 미터입니다. 따라서 모든 폭, 높이 및 길이에 미터를 사용하여 단위의 실수를 피하십시오.

구리 감지 저항을 사용할지 여부와 작동 가능한 치수를 계산하는 방법을 평가하는 데 도움이되기를 바랍니다.

알았어 두 가지가 있습니다.

BITTELE 계산기 에 따르면, 2.5A의 경우, 트레이스 폭은 최소 42mil이어야합니다 . 이제 0.1 Ohm에 도달하려면 트레이스 길이가 약 8.3 인치 여야합니다. PCB 공간 비용이 1 달러의 저항 비용을 상쇄 할 수 있는지 확실하지 않습니다.

둘째, 제조 공차가 있습니다. 도금 두께는 다양 할 수 있으며, 트레이스를 좁히는 오버 에칭이 있습니다. 따라서이 션트의 가치는 보드마다 다릅니다. 일반적인 0.5 %-0.1 %의 칩 저항을 달성하려면 저항을 개별적으로 교정해야하므로 비용이 많이 듭니다.

이제 $ 1 SMT 저항 대신 PCB 트레이스를 사용하는 것이 좋은지 결정합니다.

당신은 아마 세라믹 기질 PCB에서 이것을 할 수 있습니다. 정상적인 FR4에서는 가능하지만 공차는 나쁘고 온도 계수는 끔찍합니다.

2.5A 및 0.1 Ohm의 경우 275mm의 1mm 트레이스가 필요합니다.

토성 PCB 툴킷.

그러나 전류 감지 저항 또는 Allegro MicroSystems 또는 이와 유사한 홀 효과 센서를 권장합니다.

다른 답변은 이것 의 방법 을 잘 다루었습니다 . 기본적으로 계산기를 사용하여 트레이스 너비와 길이를 알아냅니다. 그러나 나는 이러한 의견이 지나치게 신중하다고 생각합니다. 모터 스톨, 과전류 또는 이와 비슷한 것을 감지하려고하면 괜찮습니다. 전에이 작업을 성공적으로 수행했습니다.

어떤 정확도가 필요한지 파악해야합니다. 매우 낮은 경우 (이 방법이 주어져야 함) 분로 전압을 얼마나 낮추고 여전히 그 정확도를 얻을 수 있는지 파악하십시오. 낮은 vRef로 시작한 다음 10-20 포인트의 분해능에만 정착하면 분로 저항을 줄일 수 있어야합니다.