Diseño de derivación de corriente de PCB

Quiero usar una resistencia de derivación para medir la corriente que fluye a través de una sección de mi circuito. Estoy decidiendo entre usar una resistencia de derivación comercial o simplemente dibujar una pista ancha en mi PCB y calcular la resistencia (y, por lo tanto, la caída de voltaje) de esa sección.

¿Cuáles son los pros y los contras de cada método y, según su experiencia, cuál es el mejor método? Para mi aplicación, la precisión no es muy importante (un flujo promedio de 10 A y necesito detectar corriente con una precisión de 1 A).

Por lo que puedo ver, la ventaja de usar una resistencia de derivación lista para usar es la precisión y exactitud de la resistencia, sin embargo, es más costosa y el requisito de soldadura agregará incertidumbre a la resistencia.

Dibujar una sección de pista de cobre en mi PCB parece más económico y elimina la incertidumbre que genera la unión de soldadura.

Es posible que desee hacer su cálculo de la resistencia de una pista de cobre. El cobre es muy conductor y producirá una resistencia muy pequeña (a menos que haga que la pista de cobre sea muy estrecha).
¿Cuántos pcbs vas a producir? Será un gran esfuerzo medir con precisión miles de PCB, lo que es poco probable que sea más barato que comprar algunas buenas resistencias. Además, no tiene sentido que diga que su precisión no es importante, pero que se preocupe por los efectos de soldar con precisión.
Produciré aproximadamente 30 PCB. ¿Es necesario medir cada PCB o es suficiente un cálculo basado en la dimensión de la pista? @PlasmaHH
@Marla una pista delgada realmente no será posible teniendo en cuenta que empujaré un promedio de 10A en la pista. Sin embargo, a 10A, la caída de voltaje a través de incluso una pequeña resistencia será posible de medir usando mi equipo
@user3095420: Eso es algo que tienes que decir; Dependiendo de la calidad de su casa fabulosa, puede haber un error significativo en la resistencia, que puede o no ser más alto que el error que puede tolerar (sea lo que sea). No debería ser difícil encontrar una resistencia de 1% 1W 10mΩ por debajo de 30¢
Buen punto. Quizás fui yo quien debería haber hecho el cálculo primero. Con sus 10 amperios, puedo ver que puede obtener una señal de decenas de milivoltios.
Tenga en cuenta que el cobre también tiene un coeficiente de temperatura bastante grande. Una resistencia real será más precisa en un rango de temperatura más amplio.
Muy buen punto sobre el rango de temperatura @DaveTweed.
Creo que estamos teniendo una ligera confusión de perspectiva aquí. lo que creo que @Marla quiso decir es que necesitará una pista estrecha en comparación con el ancho de la pista que normalmente usaría para transportar una carga de 10A. La sección más delgada en el rastro se convertiría en su resistencia de derivación y no, no creo que las PCB producidas en masa tengan una variación de> 10% en la conductividad del rastro, por lo que verificar algunos de cada lote debería funcionar.
@PlasmaHH mis requisitos son una corriente promedio de 10A y una precisión de más o menos 1A. El motivo de mi vacilación inmediata al comprar una resistencia lista para usar es que en el pasado diseñé para una detección de corriente de 30 A y las derivaciones para esa clasificación fueron> $ 20 cada una
@ user3095420: ¿Quizás investigar un poco antes de saltar a conclusiones? No sé qué resistencias de derivación sofisticadas compró o necesitaba allí, pero una resistencia de 1% 10W 10mΩ (voltaje de carga de 300mV para 30A debería ser lo suficientemente bueno para muchas aplicaciones) no debería costar más de 3 o 4 dólares, a menos que necesite algunas propiedades más sofisticadas que aún no conocemos.
@user3095420 Una revisión rápida en digikey.com arrojó alrededor de $ 0.048 / c/u para una resistencia de orificio pasante o SMD en el rango de 0.001-0.003 mOhm. Ambos eran, iirc, tolerancia del 1% y temperatura inferior a 100 partes/millón/grado Celsius. coeficiente.
@ RobhercKV5ROB tiene razón, una búsqueda en DigiKey revela muchas soluciones económicas. Tengo mi sede en Australia Occidental, donde el proveedor de productos electrónicos es RS componennts, que tiene aproximadamente el 1 % de la gama de digikey.
Relacionado: Esta excelente referencia - TI Analog Engineer's Pocket Reference - 4.ª edición proporciona información útil sobre la corriente de la pista de la PCB, la caída de tensión, el calor y los problemas de fusión. Especialmente las páginas 55-68.

Respuestas (1)

Los tres errores más grandes por usar una resistencia de cobre grabada son el grosor del cobre, la tolerancia de grabado en el ancho del cobre y el coeficiente de temperatura de la resistividad.

La casa fabulosa debería poder darle tolerancias para los dos primeros.

Si la placa contiene orificios pasantes enchapados, habrá una acumulación de cobre en la vía de derivación, cuyo grosor no estará tan bien controlado como el del cobre original. Ayudará tanto a rastrear la tolerancia de la delgadez como del grosor si puede enmascarar el área de derivación antes de enchapar el orificio.

En 10A, necesitará una pista ancha, por lo que el efecto de las tolerancias laterales será pequeño.

La resistividad tempco del cobre es de aproximadamente 0,4% por grado. Eso es un cambio del 10% en 25 grados. Eso significa que una derivación de corriente de cobre le dará una 'indicación' en lugar de una 'medida'. Podría medir la temperatura de la placa y corregirla, pero eso suena mucho más problemático que especificar una resistencia tempco baja en primer lugar.

Si puede tolerar la incertidumbre en la resistencia de todos estos términos, entonces una pista de cobre a bordo es una forma barata y alegre de obtener lo que desea.

Si desea una mayor precisión y opta por un componente soldado, considere usar una resistencia de '4 terminales'. Eso reducirá las incertidumbres sobre la conductividad de la pista y la soldadura, y los detalles geométricos.

Tener el área de la placa enmascarada antes de enchapar probablemente haría que una resistencia de derivación real pareciera barata, en una suposición rápida.
gran resumen Basado en todas las contribuciones hasta ahora, parece que comprar una derivación es más barato y más preciso.
Diseño de derivación de corriente de PCB
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v