¿Cuáles son las ventajas de una resistencia de derivación frente a un sensor de efecto Hall?


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Estoy construyendo un convertidor boost y necesito medir tanto la corriente de entrada como la corriente de salida. Las corrientes oscilan entre 25 A y 200 A, según el modelo. Mi controlador hace referencia al riel negativo del convertidor. Me he centrado en sensores de efecto hall, pero se me ocurre que podría usar resistencias de derivación en la pierna negativa. ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de cada enfoque?


Iba a responder pero leí tu biografía y apuesto a que es una pregunta de "estilo de preguntas y respuestas". Esperando su respuesta aquí.
Vladimir Cravero

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Tengo algunas ideas, ¡pero tengo menos confianza en ellas que en preguntas anteriores! Si tiene una respuesta, ¡publíquela!
Stephen Collings

Bueno, puedo agregar mis dos centavos, solo siento que tengo mucha menos experiencia que tú. Espero poder ayudarte de todos modos.
Vladimir Cravero

1
¿Podríamos hablar de sensibilidad y ruido?
George Herold

@GeorgeHerold está fuera de mi alcance, pero siento que se podría agregar mucho más a esta pregunta, estoy comenzando una recompensa.
Vladimir Cravero

Respuestas:


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No soy un experto en el campo, pero puedo tratar de ayudar a anotar algunas ideas rápidas.

Sensor de efecto Hall
pros:

  • aislamiento galvánico entre el circuito de medición y el circuito a medir
  • se pueden colocar en cualquier lugar de la ruta de corriente (el voltaje no es un problema), por lo tanto, la facilidad de instalación y eventualmente el mantenimiento
  • casi no afectan la corriente medida, por lo que son geniales si esto es una preocupación

contras:

  • costo: un sensor de alta corriente y precisión puede costar decenas de dólares
  • ancho de banda: el sensor y el cable detectado se acoplan a través de un transformador y, por supuesto, tiene su propia respuesta de frecuencia. Una pieza de cobre (también conocida como resistencia de derivación) se ve menos afectada por este problema.
  • campos magnéticos: un campo magnético fijo externo puede causar un desplazamiento en la medición que de alguna manera debe tenerse en cuenta

Shunt resistor
pros:

  • pequeño y barato, apuesto a que con un buen fabricante de pcb puede hacer que su resistencia de derivación en el pcb pague solo por el mayor tamaño, pero tenga en cuenta que la resistividad del cobre depende de la temperatura, además el grosor de las capas externas del pcb no es preciso mientras Las capas internas son algo mejores.

  • Puede obtener resistencias de derivación SMD baratas hasta 1 m de ohmiteΩ

contras:

  • pueden disipar una gran cantidad de poder, y existe una compensación entre precisión y poder disipado. También pueden calentarse bastante.
  • sí afectan el circuito medido, es decir, hay una caída de voltaje a través de ellos y eso podría no ser aceptable para aplicaciones de muy baja tensión y alta corriente. No puede medir la corriente consumida por una matriz de núcleos que funcionan con 1.8V con una derivación que deja caer unos 100mV

Eso es justo lo que me viene de la mente, estaría muy feliz de integrar / corregir esta lista reflejando cualquier comentario razonable de abajo.


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Creo que la palabra que desea es "afectar", ya que en "no afectan el circuito medido". ¡Gran respuesta!
Stephen Collings

3
El ancho de banda es a veces un problema para los dispositivos de efecto hall.
Andy alias

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Paul J. Ste. Marie dijo: "También puede obtener resistencias de derivación de 4 terminales de montaje en superficie de Ohmite, etc., en el rango de 1-10 miliohmios". [Fue propuesto como una edición. Es información útil, pero no es una edición válida. Me tomé la libertad de convertirlo en un comentario.]
Nick Alexeev

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Hacer una resistencia de derivación en la PCB no resulta ser una gran idea. Primero, el tempco del cobre apesta. (aproximadamente 1 / temperatura, con T en grados K) Y para la capa externa de una pcb, el grosor del cobre es muy incierto. (Las capas internas son mejores.)
George Herold

3
Además, los dispositivos de efecto Hall pueden ser susceptibles a campos magnéticos externos o residuales, lo que puede causar compensaciones en la medición. (Es por eso que hay un botón de desmagnetización en las sondas actuales.)
John D

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La derivación no se ve bien en su trabajo de alta potencia. Si se trata de desarrollar un voltaje razonable para permitir cierta precisión en el extremo inferior de su rango de alta corriente, entonces el peor de los casos, el calor generado a la corriente máxima será malo, ahora si usa un opamp chapado en oro, entonces no tiene su ventaja de costos y el mejor opamp que trabaja a voltios de entrada más bajos tiene más probabilidades de ser picado por los fuertes campos de RF dentro de su SMPS. Por lo tanto, es más probable que la derivación genere molestias en la creación de prototipos. para reducir su alcance. En otras palabras, un dispositivo de pasillo de tamaño único debería adaptarse a todos. Hay una cosa a tener en cuenta con el pasillo y ese es su tempco, su pequeño PERO va por el camino equivocado, lo que significa que la corriente aumentará si se pone caliente .

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