Shunt aus Leiterbahn berechnen

[Ratber]

Ja,hab ich oben schon drauf hingewiesen aber ich denke mal eigene Erfahrungen sind immer besser

[stegr]

Mahlzeit zusammen,

einen Shunt aus (Kupfer-)Leiterbahnen zu bauen ist nur dann eine wirklich gute Idee, wenn der extreme Temperaturdrift von Kupfer nicht stört. Laut Wikipedia liegt er bei ca. 0,4%/°C. Normale Kohleschichtwiderstände mit 0.01%/°C sind für Präzisionsmessungen oft schon zu ungenau.

Nehmen wir mal an, der Widerstand von 0,100 Ohm erwärmt sich durch den durchfließenden Strom um 40°C, dann hat er bereits ca. 0,160 Ohm.

CU, Robin

1,004^40=1,17 => 0,117 Ohm und nicht 0,160 Ohm
Trotzdem ist der Temperaturdrift bei Kupfer etwas störend. Wenn man die Werte mittels uC einliest, kann man für den interessanten Bereich aber eine Temperaturkompensation einbauen.

[Archi]

Hallo Stegr,

üblicherweise (und auch bei Kupfer) geht man von einer linearen und nicht exponentiellen Widerstandsänderung aus. Der Temperaturkoeffizient wird deshalb auch bei einer bestimmten Temperatur angegeben.
Damit ergibt sich eine Formel wie:

R(T)=R_0 * (1 + alpha * delta T), was aus 0.1Ohm bei 20° 0.160 Ohm bei 60° macht.


Eine Temperaturkompensation halte ich für deutlich aufwändiger, als die Verwendung eines Shunts mit niedrigem Temperaturdrift.

CU, Robin

[Rage_Empire]

Bei den mir bekannten shunts habe ich das Problem, das der gewickelte Draht induktiv wirkt, da er ja gewickelt ist. Das könnte bei meiner Anwendung ein Problem werden, da ich mit HF arbeite. Stromwandler wären auch nicht schlecht, aber kompensierte Stromwandler sind nicht gerade billig.

[Archi]

Wie wär's mit SMD-Shunts in Form eines Drahtbügels? Wenn du's mit Leiterbahnen baust, hast du eine große Länge und damit auch eine relativ hohe Induktivität oder willst du's als "Streifenshunt" ausführen?

CU, Robin

[Ratber]

@Rage

1. Der Shunt muß ja nicht unbedingt gewickelt sein.

4. wieso sollte die HF der Schaltung da relevant sein ?
Liegt der Shuntetwa mitten in der HF ?
Bauste nen Sender im Bereich >1kW ?

[Rage_Empire]

Naja, der Shunt liegt schon im HF-Bereich. Jedoch hat des jetzt weniger was mit Sender zu tun, eher Schaltnetzteil-technisch. Naja, da sinds trotzdem 200kHz bei fast 2KW(sind erreichbar). Und da das ganze noch Frequenztechnisch und PWM-geregelt ist, bräuchte ich dafür einen Kompensierten Stromwandler. Und die sind teuer.
Da der Shunt nicht gewickelt und sowieso recht niederohmig sein muß, dachte ich eben an eine Leiterbahn, welche ich als Shunt ausnutzen könnte. Jedoch wirds warscheinlich an dieser Stelle wegen dem Verlust recht warm was den Leiterbahnshunt wieder unbaruchbar machen könnte.

[Archi]

Ich glaube bei einem 2kW Schaltnetzteil mit 200kHz ist sind die HF-Eigenschaften eines Shunts das kleinste Problem. Hast du schon mal Schaltnetzteile in der Leistungsklasse oder überhaupt Schaltnetzteile gebaut?

CU, Robin

[Ratber]

Wenn die HF bei dir die Möglichkeit der beeinflussung auf den Versorgungszweig hat dann würde ich mal sagen hats du ein Problem mit der Schirmung und der Shunt wäre nicht das einzige was beinflusst wird.

Ja und wenn 2KW erreichbar sind dann frage ich mich was für Leiterbahnen du da anlegst die das Tragen können ?

2kW ?
Was solls denn werden wenn man fragen darf ?
Piratensender oder ne Eigenbaumikrowelle ?

Ansonsten nimm doch einfach nen Fertigen.
Die gibt es an jeder Ecke in allen möglichen ausführungen.

zb. Conrad vertreibt welche aus der Isabellenhütte in Vieleitertechnik auf Folie (Nix Induktivität).
die sind recht Temperaturstabil und beim großen C in Werten von 0.1 bis 0.001 Ohm erhältlich (zb. 447331)

Wenn du Primär unter 20A bleibst gibt es dort auch Präzisionswandler Induktiv für kleingeld.

Natürlich haben die anderen Händler auch was im Programm.
Das große C war nur nen Beispiel (Katalog lag gerade griffig)

Sag mal mit welchen strömen wir hier rechnen dann kann man auch besser Dimensionieren.

[Rage_Empire]

Ja, habe schon Schaltnetzteile gebaut, sogar schon bis 4KW (Waren aber nur 100kHz, da IGBTs verwendet wurden). Aber die waren alle recht Aufwendig, viel geschraube und teuer. Jetzt bau ich eins, welches volldigital arbeitet und weniger Kostenintensiv ist.

@Ratber: Bei 200Khz sind die Eigenschaften von solch Leistung etwas anders als bei Gleichspannung. Dies betrifft auch die Dimensuionierung der Leiterbahnen. Man nimmt hierfür entweder HF-Litze, welche bei dem Leistungsteil mit auf die Leiterbahn gelötet (punktweise) wird, oder man benutzt Multilayer, was sehr gute Eigenschaften hat. Für Prototypen nimmt man aber die Lösung mit aufgepunkteter HF-Litze. Der Trafo wird mit CU-Folie gewickelt.

Ich bleib unter 20A....maximum sind 10A und das auch nur Peak to Peak. Aber ich habe noch keine kompensierte Stromwandler unter 10Euros gefunden.