Resistencia de derivación, ¿qué valor debo esperar al soldar en PCB?

Estoy usando una derivación de 10 mohm al 1% para medir la corriente a través de la caída de voltaje.

Mi circuito está en una placa de pruebas ...

Se comporta como si la derivación tuviera un valor de ~30-40 mohm en lugar de 10 mohm. Verifiqué dos veces esto obteniendo la corriente solo a través de la derivación y leyendo la caída de voltaje. Estoy bastante seguro de que la fuente de esta resistencia adicional proviene de las conexiones de contacto a la derivación.

En este momento, el circuito de la placa de prueba está recortado para un valor de derivación de ~ 30-40 mohm. Mi pregunta es ¿debo esperar ver el valor correcto de 10 mohm cuando todo se suelda a una PCB? Si es así, necesito cambiar la selección de piezas y las etiquetas de componentes de PCB.

Sin embargo, si observo una resistencia añadida mínima de las conexiones de la placa de prueba, esto podría significar que me enviaron el valor de derivación incorrecto o que está defectuoso. Desafortunadamente, solo tengo 1, así que no puedo verificar si se está comportando de manera inesperada.

Aquí hay algunas fotos:

Esquema, Isense+/- se conecta a la resistencia de derivación.ingrese la descripción de la imagen aquí

Medición de resistencia con medidor. Esto muestra 220mOhm, dependiendo de los conectores que use, normalmente obtengo ~40-50mOhms... el punto es que definitivamente no son 10mOhms:

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Aquí está el nido de pájaro de tablero. Está ajustado para derivación de ~ 30 mOhm. Funciona de manera precisa y consistente.

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Aquí está el diseño de PCB propuesto. Los diferentes planos de tierra están conectados en una estrella, así que no te preocupes por eso; Descubrí que era la forma más limpia de hacerlo, no quiero entrar en una discusión sobre el plano de tierra...ingrese la descripción de la imagen aquí

Consigue un stripboard y pruébalo
Tienes que aprender sobre la conexión Kelvin. Ni un PCB puede resolver la forma incorrecta de su método de medición.
¿Puedes publicar una foto de tu configuración y un esquema?
Use una derivación de 4 puntos para tener una medición correcta
derivación de 4 puntos? Tengo que comprobar que fuera. dame un minuto voy a publicar algunas fotos.
La "conexión Kelvin" mencionada por Marko y la "derivación de 4 puntos" mencionada por Damien se refieren a lo mismo por cierto. Una resistencia con cuatro conexiones, dos para corriente y dos para tensión, para que las resistencias de contacto no afecten a la medida.
¿Cuál es la resistencia de todos los cables en serie con la resistencia de derivación? ¿Lo has calculado?
La lámina de cobre predeterminada (1 onza de peso por pie cuadrado de lámina) tiene una resistencia de borde a borde de 500 microohmios para cuadrados de cualquier tamaño. Y tiene una resistencia térmica de 70 grados centígrados, edge-edge.

Respuestas (2)

Una placa de prueba como esa no es adecuada cuando importan unos pocos mΩ o decenas de mΩ.

Sin embargo, debería poder salvar su configuración utilizando conexiones soldadas correctamente para la resistencia de detección actual. Aparentemente estás haciendo una medición de 4 hilos. Suelde las 4 conexiones a la resistencia de la placa. Luego puede enchufar los otros extremos de los dos cables de detección en la placa de prueba, ya que llevan poca corriente.

También debe planificar cuidadosamente el diseño de su PCB. El diseño de cómo se enruta la corriente a través de la resistencia de detección y dónde se conectan exactamente las dos líneas de detección es importante. Cuando hice esto, enruté la corriente principal a través de los extremos de las almohadillas para la resistencia normalmente. Las líneas de detección eran entonces trazas delgadas conectadas al centro del interior de las almohadillas.

Aquí hay un fragmento de tal diseño:

R1-R4 son resistencias de detección de corriente de bajo valor. La corriente a detectar fluye a través de las gruesas huellas de derecha a izquierda. Estas huellas gruesas tienen el mismo ancho que las almohadillas de resistencia. Éstos se muestran como aberturas de máscara de soldadura con el patrón de sombreado cruzado blanco.

Las líneas de detección son las pistas delgadas (8 mil) conectadas al centro del borde interior de cada almohadilla de resistencia. La conexión inmediata a la almohadilla está en la capa superior (roja) en cada caso. Después de eso, son solo líneas de señal ordinarias y se pueden enrutar como tales.

Y sí, este circuito funcionó muy bien.

Añadido sobre su diseño

Realmente no me gusta esto:

Por la forma en que las huellas de detección salen de los pads, existe la posibilidad de que todavía haya algo de corriente principal fluyendo entre el cable de la resistencia y el área a la que está conectada la huella de detección. Haría que las huellas de los sentidos salieran del interior de las almohadillas, como muestro en mi ejemplo.

Agregué mi diseño de PCB a la pregunta original. Creo que hice lo que decías. Hice las líneas de detección perpendiculares a la dirección de la corriente para que el retorno a tierra de la corriente alta no influya en las líneas de detección... Una vez que agregue la resistencia de 4 hilos, creo que todo estará bien.

El uso de una resistencia de dos conductores y la placa proto de tipo enchufable siempre tendrá problemas de resistencia adicional en las conexiones. Es posible que desee considerar el uso de un tipo de resistencia de detección un poco más costosa que viene con cuatro cables. Estos tienen dos cables principales a través de los cuales se enruta la corriente de carga. Los otros dos cables están conectados a las entradas de alta impedancia de su circuito de detección o acondicionamiento de señales.

Este tipo de resistencia está disponible tanto en SMT como en plomo para aplicaciones de orificio THRU. La siguiente imagen muestra una resistencia de derivación de corriente SMT típica.

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(Fuente de la imagen: https://www.ept.ca/products/ultra-low-ohmic-current-sense-resistor-high-power/ )