Vorsichtsmaßnahmen bei der Verwendung von Chip-Widerständen
Auswirkungen des Platinen-Designs auf den TCR (Shunt-Widerstände)
Warum ist eine 4-Terminal-Messung notwendig?
Shunt-Widerstände erkennen den Strom, indem sie sowohl die Potenzialdifferenz (Spannung) zwischen den Elektroden messen, die durch den Widerstand erzeugt wird, als auch den durch den Widerstand fließenden Strom mit Hilfe eines LSI messen.
Für die Messung der Potentialdifferenz zwischen den Elektroden stehen Verbindungen mit zwei und vier (Kelvin) Anschlüssen zur Verfügung.
Da bei der Verbindung mit zwei Anschlüssen die Widerstandskomponente des Lots eine Fehlerquelle darstellt, ist es üblich, mit einer Verbindung über vier Anschlüsse (Kelvin) zu messen, bei der Strom und Spannung getrennt verdrahtet werden.
Eine Erhöhung des Widerstandswertes des Shunt-Widerstandes vergrößert die Potentialdifferenz zwischen den Elektroden, aber da im Verhältnis zum Widerstandswert mehr Wärme erzeugt wird, wird normalerweise der niedrigstmögliche Widerstandswert gewählt.
Je niedriger jedoch der Widerstandswert ist, desto mehr müssen die Widerstandskomponenten der Kupferfolie und des Lots als Fehlerfaktoren berücksichtigt werden. (Siehe die Abbildung rechts unten)
Bei Verwendung einer 4-Leiter- (Kelvin-) Verbindung mit getrennter Verdrahtung für Stromfluss und Spannungsmessung ist es daher möglich, die Potenzialdifferenz (Spannung) zwischen den Elektroden mit höherer Genauigkeit zu messen (siehe Abbildung links unten), da die Auswirkungen des Kupferfolienwiderstands eliminiert werden.
Faktoren, die den TCR beeinflussen
Bei der Verwendung von Shunt-Widerständen sind der Widerstandswert, die Nennleistung und die Größe wichtig. Aber auch die Toleranzen müssen berücksichtigt werden, da sie die Genauigkeit der erfassten Spannung beeinflussen können.
Dazu gehören die Widerstandstoleranz bei Raumtemperatur (±1% für Produkte der Klasse F) und der TCR (Temperaturkoeffizient des Widerstands).
Der TCR, der sich auf die Änderung des Widerstandswertes aufgrund einer Temperaturänderung bezieht, wird in ppm/℃ angegeben.
Dies ist ein wichtiger Faktor für die genaue Erfassung des Stromwerts, da der Temperaturanstieg des Widerstands aufgrund der Leistungsaufnahme bei Stromfluss zusammen mit Änderungen der Umgebungstemperatur zu Schwankungen des Widerstandswertes führen kann.
Es gibt vier Hauptfaktoren, die den TCR beeinflussen.
