Precizni current-sense otpornici

ti kad uzmes hp-a sa 4 zice on radi bukvalno to isto, pusti struju na 2
zice i meri napon na druge dve, razlika u odnosu na to kad to radis
manualno je sto on ima istu referencu unutra i za struju i za napon pa
mu matematika bude malo bolja nego tvoja sa izvorom struje jedne
preciznosti i jedne reference i meracem napona koji ima drugu referencu
i drugu tacnost ... naravno kada imas samo obican ommetar sa 2 zice
(klasican dmm npr) onda nemas druge nego strujni izvor pa meris napon

---

Ja imam bas taj HP34401A ( ne hvalim se) ali i dalje mislim da je bolje indirektno merenje tako malih otpora.
Nego da ne teramo mak na konac, za curent sense je dovoljno i direktno merenje otpora.

za current sense mozes da otsrafis malo struju da bude slicna onoj koju
ocekujes kroz taj shunt pa da usiljis otpor na toj struji sa tom
temperaturom shunta ... ali sto se hp-a tice ja sam merio neke 0.001R sa
ovim 0.1% preciznosti (kostali ko bubreg i na kraju ih nisam iskoristio)
i merio ih je u bobu .. kapiram da je taj tvoj jos bolji (posto je jedno
5 generacija noviji)

---

Bogdane, nije bitno u kojeg je tatka veca patka.
Razumemo se ja i ti odlicno.
Treba da nas razumeju i ostali clanovi foruma.


p.s. kako se koriste ovi smajliji.....bem li ga.

To oko otpora je poznato svakom elektronicaru, Ohmom zakon i teraj ...

Nego hajde da se osvrnemo na jednu drugu problmatiku tu, INDUKTIVNOST takvih otpornika.
Evo ja merim sa spomenutim RLC metrom (Tecpel LCR 612) i ne mogu da verujem da mi za ovaj spomenuti otpornik daje citavih 8uH (@1kHz merenje) ?! Ili mi brljavi instrument, ali sto bi??
Pa bre koliko to navoja zice ima unutra (dodje mi da ga razbijem i vidim konkretno) :)
Jos kao u DS stoji da su low-inductance, za SMPS ovo-ono ...

Znao sam da ce to da bude mozda sporno sa "wire-wound" tipovima, ali da je toliko nisam imao predstavu. Zato sam u startu teme trazio one SMD verzije, e tu (valjda) nema namotana zica unutra :)

---

@gosha :D :D :D :D :D :D (ROFLMAO)

@miki, znas ono sa tarabom :D ... verovatno je nekome 8uH mala
induktivnost .. ja sam imao neke 0.1% kao precizne sa "starog lagera",
zardjale im noge, plasticni kvadar, ladno preko 1mH na 100R .. onda sam
ih seko onom decijom testericom za oto, ladno unutra na drveni pipak
namotana neka lakirana tanana zica ..

---

Pih, bas bezobrazno sa njihove strane ... Meni je "mala induktivnost" u nano Hendrima tj induktivnost jednog pravoliniskog voda ...

Mislim da su "frajeri" i hteli stvarno da naprave to sa malom, moglo je to na X nacina. Ajd da kazem da je morala ta duzina zice unutra (mada mi i to ne ide u glavu, 20mΩ aman), moglo je specificnim motanjem da se to drasticno smanji, mota se protiv fazno tj da se medjusobno ponistava indukovano magnetno polje, kao pletenica ... Ali to im uzasno komplikuje proces izrade ...

Nema veze, samo da znam za sledeci put :)

---

mozda si ti to i pogresno izmerio, 20mR smd otpornike (doduse samo 1%)
sam ja uzimao "neinduktivne", bukvalno 2 pad-a i iznad njih metalna
plocica od "nekog" metala lepo se lemi, duplo veci od 1206 (nemam pojma
koji je to footprint tacno) moze pusti bez problema 3A i deluje da je
vrlo temperaturno stabilan (ja pustao neke stotine miliampera tako da je
bio ladan ko spricer, to sam bas sa onim high side diff ampovima)

---

Moguce da mi ovaj metar nije to lepo izmerio, stvarno je cudno.

A evo javio mi se i drugar koji mi je dao te otpornike i kaze "ima nesto sto lici na pleh od nekog materijala, ide gore-dole, kao "cetvrtka" i spaja krajeve tj nozice."

To vec ima smisla za tako malu otpornost ...

---

Kada merite induktivitet sa RLC metrom, čim očekujete ispod 10uH to postaje slična muka kao i sa 10 miliohm kod merenja otpora :-), tj. treba preduzeti posebne mere.

Naime, sami pipci, ma kakvi bili, dvo-četvorožični već formiraju neku konturu koja ima do par uH, zato što većina tih snažnih otpornika ima izvode sa različitih strana (oni najbolji true hole - low induktance imaju izvode sa iste strane), pa onda štipaljke moramo razmaći, gde same štipaljke (jer one više nisu četvorožične) formiraju konturu koja zahvata pozamašnu površinu.

Tako male induktivnosti se bolje mere sa visokim učestanostima i rezonansom. Na primer dip metar sa veoma slabom pobudom LC kola koga sačinjavaju mereni element i referentni kondenzator, ali privilegiju posedovanja dip-metra nemaju baš svi elektroničari, a radioamateri već znaju njegove prednosti u takvim slučajevima merenja.

Običnim RLC-metrom možemo upotrebiti par metoda za mnogo, mnooogo tačnije merenje malih induktiviteta:

Kako iskontrolisati konturu koju zahvataju pipci?

Na sledeće načine;

Za true hole otpornike:
-ispravimo nožice otpronika da stoje potpuno pravo (što se bolje može), tj. da im osa bude zajednička sa centralnom osom otpornika.
-Skratimo mu nožice na malo veću dužinu od one koja će nam kasnije ostati u realnoj upotrebi.
-Na jedan kraj otpornika, kome želimo meriti induktivitet, zalemimo dve krute žice, potpuno jednakih dužina i potpuno jednake dužine koju ima sam mereni otpornik uključujući i komade njegovih nožica dovoljnih za buduću upotrebu (zalemimo duže pa skratimo sva tri kraja malo, tako da budu jednaki), tako da njihovi slobodni krajevi izlaze na ISTOJ strani gde je i slobodan kraj otpornika.
-Osa otpornika i te dve žice se moraju razilaziti u prostoru (divergirati, jer je nemoguće drugačije), i njihovi krajevi treba da završe u tri tačke koje su temena jednakostraničnog trougla (trokuta). Praktično, kada tu figuricu stavimo na sto(l) dobićemo konturu piramide čija je osnovica jednakostranični trougao, i čije je teme ono mesto gde su zalemljene one dve žice na njegov jedan kraj.

Potpuno isti način važi i za SMD otpornike, samo što je sve to sićušno i pošto je otpornik pljosnat, onda njegova ravan treba da deli prostor između tih žica na dve jednake polovine.
--------
U oba slučaja sva tri merna kraja nam izlaze sa ISTE strane (ne vičem, već naglašavam :-).

Jedna od dve žice će nam biti zajednička i predstavljati neku vrstu referentnog kraja, i na nju će za vreme OBA merenja biti priključen jedan pipak RLC-metra.

Od druga dva kraja (žica, otpornik), jedan je kompenzacioni (druga žica), a drugi DUT (device under testing).

-Izmerimo referentnu figuru, resetujemo na nulu ako imamo relativno merenje, a ako nemamo onda zapišemo rezultat.
-Izmerimo sada DUT, premestajući samo jedan pipak na DUT.
-ako smo merili sa relativnim merenjem, gde je referentna kontura uzeta kao nuta vrednost, sada ćemo imati realnu induktivnost DUT.
-Ako nismo imali relativno merenje, od konačnog rezultata oduzmemo izmerenu vrednost referentne konture, i to će nam biti realna induktivnost.

------------------------------------
Ono što je veoma važno:

-Oblik referentne konture u prostoru treba da je potpuno jednak obliku merene konture, koju grade referentna žica (jedna od njih dve) i centralna osa otpornika.
-sva tri kraja od ove dve konture treba da izađu sa iste strane.
-pipci RLC-metra treba da imaju isti razmak i položaj u prostoru kod merenja obe konture, a takođe kad merimo obe konture treba se potruditi da što preciznije zauzimaju isti položaj i površinu u prostoru i prema bliskim mealnim predmetima takođe (to se postiže zakretanjem cele figurice za 120* lučnih oko ose koju čini referentna žica, bez bitnog pomeranja pipaka RLC-metra).

------------------------------------
Uvek kada ne možemo izbeći parazitne efekte kod nekog merenja, poslužićemo se kompenzacionom metodom, a ovo je jedna od takvih.

------------------------------
Površina konture koju zatvara neko merno kolo će uvek imati neki induktivitet.
Što je površina konture veća - induktivitet će biti veći.

Kada imamo referentnu konturu, koja ima istu površinu i geometrijski oblik kao i merena kontura, onda možemo oduzeti njenu vrednost od vrednosti dobijene zbirno sa DUT, i ostaće nam "čista" vrednost DUT.

Naravno uz malo veštine u merenje možemo uključiti i same nožice DUT, eventualno i delove PCB do tačaka koje su nam kritične (napravimo mernu i referentnu konturu uključivši u merenje i te elemente, tj. postavljajući mernu i referentnu žicu potpuno simetrično i na takav način da oba merenja imaju istu površinu i oblik konture, kao i da imaju isto rastojanje i položaj u odnosu na bliske metalne objekte).
------------------


Pozz

to kada se ljudi zapitaju zasto "pipalice" kostaju 300E, zasto "drzac za
smd komponente" kosta 800e i zasto "drzas za trough hole komponente"
kosta jos 800e za ovaj RLC samo ih prosledim na ovaj tvoj tekst :D (ne,
nemam nijedan od tih drzaca na zalost, koristim samo relativno
kvalitetnu 4zilnu stipaljku)

EDIT: sunce ti .. evo sad poskocio da pogledam malo ove dodatke za ovaj hioki

stipaljka (moja je naravno losijeg kvaliteta i nije original) je preko 600$
fixture za trough hole je skoro 1000$ ?!?!?!? od cega su ga napravili
za smd preko 1200$
dodavac dc biasa 700+$

ja stvarno postujem kvalitetnu opremu, ali ovo je nenormalno, da se razumemo, ovo su samo zice i limovi i malo plastike.... to se sve kaci na lcr metar .. brm .. nekad se ozbiljno zapitam da li bi se isplatilo u srbistanu napraviti fabriku merne opreme, pameti za to imamo, vredni smo (bar ljudi koji se time bave), radno okruzenje (kancelarije, struja, voda, leba, mleka, mesa..) je znatno jeftinije nego po EU ili USA ... da ne spominjem da imamo masina za stancanje, prskanje, livenje, izvlacenje... koliko oces koje ne rade nista .. ladno bi tako nesto moglo da se uradi ovde sa nekim ne prevelikim ulaganjem .. ovaj smd drzac od 1000+ dolara, nema teorije da mi to ne razvijemo za 2 meseca i da nam proizvodna cena bude preko 300$ (ako bude i preko 50) ..

_{[Ovu poruku je menjao bogdan.kecman dana 29.09.2013. u 01:44 GMT+1]}

---

He he, dobar ti taj predlog! Stvarno bre od cega ih prave pa da toliko kosta ...

Nego ja cu probati ono prvo sto je Macola predlozio posto stvarno ocekujem dosta dosta nizu induktivnost, sa rezonansom.

Nemam diper, ali imam sweeper :) Imam neke "ozbiljne" military NP0 RF kondenzatore (poklon od Macole) pa cu da napravim praralelni L-C (tj R-C) i da vidim gde to "rezonuje".

---

Bez obzira što moj prethodni tekst liči na "Đurine kućne čarolije", radi se o ozbiljnoj stvari kod nekih grana upotrebe shunt otpornika.

Par uH nije kritična stvar kod malih struja i nižih frekvencija, ali kada na primer pravitie neki SMPS, koji je napajan niskim naponom, a koji će trošiti više od 5-10A, sa vašeg shunta koji ima parazitnih par uH ćete dobiti nešto što nema blage veze sa realnim stanjem.
Ako još shunt pri tom stoji u grani (granama kod push-pull) sorsova ili emitera tranzistora snage, e onda možete imati dodatno uključivanje tranzistora na neočekivanim frekvencijama i sa duty koji nema veze sa onim što ste poslali u tranzistor(e), takođe i nekoliko puta sporije prebacivanje stanja tranzistora od očekivanog.
Čak se kod push-pull može dogoditi i uključenje onog suprotnog (koji ne bi smeo raditi) tranzistora.

Primer:
Zamislimo da imamo mosfet koji pobuđujemo iz nekog pwm kola i u čijem je sorsu shunt sa induktivitetom od 1uH (svega .
Neka je treshold mosfeta uobičajenih npr 5V.
Neka to bude neki na primer boost, koji sa 12VDC diže napon na 24VDC i neka može razviti samo 200W.
Takođe neka radi na 100KHz, sa sasvim normalno očekivanim duty sa nešto malo preko 50%, dakle u CRM ili graničnom modu (pročitati temu "Razumevanje Flyback na lakši način").
----------
Input: 200W, sa npr. 85%KKD = 200/0,85 = 235,3W inputa.
235,3W/12VDC = 19,6A srednje struje krož mosfet.
Dakle, vršna struja mosfeta nam je (neka bude CRM mod u pitanju) 4 puta veća od srednje struje pretvarača (osrednjena struja jednog impulsa mora biti dvostruka od srednje struje koju uzima pretvarač iz izvora, a I_ripple dvostruka od nje zato što struja narasta od nulte (CRM) do te konačne vrednosti, dakle baš x 4).

Vršna struja mosfeta = 19,6A x 4 = 78,4A !!!

I nije to sve :
Da bi mogao prihvatiti i recoverry struje izlazne diode, kao i struje pujenja parazitnih kapaciteta, taj mosfet mora biti sposoban za čistih, ponovljivih 100A impulsa, tj. za bar 50-60A kontinualne struje draina pri 90-100*C.

Sada znamo vršnu struju mosfeta.
----------------------

Za tranziciju uključenja će nam biti mnogo veći problem ona recoverry struja diode i punjenje parazitnih kapaciteta.
Kod pristojno konstruisanog i napravljenog takvog pretvarača, udarna struja, gde I_kalema ima još uvek nešto oo nulte vrednosti struje (trenutak uključenja), može realno biti oko 1/3 do 1/2 vršne struje impulsa.

Neka bude da nam je pretvarač baš dobar (umetnici smo za SMPS) pa nam ta udarna struja bude 1/3 vršne struje impulsa, odnosno oko 26A.

Pri 100KHz i duty 50%, vreme trajanja impulsa će nam biti 5uS.
Naravno da ćemo se odlučiti za trajanje tranzicije na < od 300nS da ne bi zauzimala značajan deo perioda, da mosfet nebi "trpeo" veliku discipaciju uključenja, i da bi nam recoverry struja bila tolika kakvu smo pretpostavili, a sa ispravljačkom ultrabrzom diodom sa Trr <50nS.

Uobičajena pobuda gejta je oko 10V.

Pošto imamo u shuntu, koji je u source vodu, umetnutu induktivnost od 1uH (svega ), napon na gejtu neće imati onaj karakterističan stepenasti oblik kod treshold, već ce odmah dostići svih 10V, a mosfet će raditi kao source folower pri čemu će na samom source biti 10V-5V_tredshold, dakle 5V.

Hajde da vidimo za koje vreme može pri 5V napona na 1uH narasti struja na 26A:

t = (1uH x 26A) / 5V = 5,2uS !!!!

Naše pretpostavke o tranziciji uključenja od 300nS možemo jednostavno da bacimo u đubre!

"Ne može to tako sinak" - što bi rekao petao Sofronije iz crtanog filma .

Da bi smo "pošteno" mogli da uključimo mosfet za 300nS u pretpostavljenom pretvaraču, induktivitet umetnut u teoretski sors vod (bilo kojom metodom) ne sme biti veći od 57nH, i od toga moramo oduzeti tipičan induktivitet source nožice od 7nH (TO-220) ili 10nH (TO-247), pa sledi da to što je spolja ne sme biti veće od 47-50uH, respektivno !!!

Ništa bolje stanje neće biti ni kod tranzicije isključenja: onih postignutih 78Apk mosfeta će utrostručiti vreme trajanja gašenja mosfeta u odnosu na ono kod uključenja !!!

Zašto?

Pa zato što će kod pokušaja isključenja mosfeta (Ug=0V), struja nastaviti da teče u istom smeru kroz L_source, i napraviti -5V na sorsu, pa će mosfet opet raditi kao source folower sve do kompletnog pražnjenja L_source.
Naravno, sve vreme će "uzimati" kroz drain struju srazmernu opadajućoj struji u L_source, a to znači baš mnogo discipacije.

Dakle, ne možemo tek tako lako, veoma brzo isključivati i uključivati mosfet jer to u katastrofalnoj meri zavisi od L_source .

Taj induktivitet (konturu koju zatvara Ug_drive sors noga i return putanja drive struje) treba držati na minimalno mogućoj veličini, da bi vremena on/off bila što više pod našom kontrolom.

Kod pretvarača koji rade sa većim strujama i višim frekvencijama, ako je ikako izvodljivo, shunt je neuporedivo bolje staviti "ispod" return putanje drive struje, tj. "ispod" GND u povratnoj putanji ka - polu izvora napajanja SMPS, pa čak po cenu invertovanja current sense signala.

Takođe je veoma korisno "potopiti" mosfet duboko u pcb (do proširenja na nožici), jer je tako induktiviet sorsa najmanji i ujedno se obezbeđuje dodatno hlađenje kroz same nožice, a preko pcb.

Cena, tj. komplikacija invertovanja tog signala, ili pak neko drugo alternativno mesto koje nije u putanji drive struje, je potpuno opravdan trud.

Shunt na mestima kao što su u flyback sa UC384x ili sličnim naprvama koje rade sa 5-6Apk, nekako i može da se "provuče" i to sa "strogo" neinduktivnim shunt, a za veće struje već neće valjati takvo rešenje.

P.S.

Ovaj tekst ću kopirati u moju temu "Razumevanje Flyback pretvarača na lakši način", jer će i tamo biti koristan mada sam već pominjao nešto o tome.

Pozz

Pa, verujem da bi se našlo nekoliko desetina ljudi koji bi "ubili" u toj oblasti.

Pod onim "ubili" mislim na svetski rang kvaliteta .

Pozz

E sad, moraš onda znati i kapacitet kabla iz generatora, a da bi to izbegao predlažem ti da na kraju kabla na vrući vod staviš tačno 50R neinduktivni, i da kroz njega napojiš taj R(L)C i očitavaš sondom x 10 koja ima oko 2,5pF, ili da napakuješ merno kolce na BNC koji zabodeš direktno u generator.

Pozz

pretpostavljam, i kapiram da bi svi bili vrlo radi da se ukljuce u takav
projekat .. problem je samo inicijalni kapital .. razmisljao sam ja o
toj ideji mnogo puta u zivotu, dobar drugar, sada vise nije medju nama,
isprojektovao je npr 500MHz 4 kanalni scope koji bi bez problema mogao
da izadje kao finalni proizvod ispod soma nemaca a fully featured .. na
zalost taj projekat je otisao sa njim .. brdo ljudi ima sa velikim
znanjem .. steta :(

---

Eh da mi je bar samo jedan HP-3458A, kalibrisan.

Mnogo toga se već samo sa njim može napraviti.

Da.

Na žalost, ovde nema baš puno "sluha" za takve ljude, pa pobegnu tamo gde ga ima :-(.

Proizvodnja merne opreme zahteva veoma ozbiljnu udarnu investiciju, ali koja se dosta brzo otplati (brže od dosta drugih investicija).

na zalost :( .. a izgleda da svi koji imaju ideju o cemu se radi, nemaju
ideju kako da "nagomilaju pare" da bi mogli da naprave istu investiciju
sami :(

---

Pa, obično ljudi sa "jakim" tehničkim idejama teže dolaze do ideje kako nagomilati novac zato što im je tehnička ideja osnovna (bazna) ideja, a ostale ideje su perifernije.

Da bi se novac "nagomilao", "nagomilavanje" istog mora biti osnovna ideja a ostale ideje periferne :-).