Referenzdesign: Strom­messung ohne Shunt­wider­stand

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Ams präsen­tiert ein Referenz­design-Board, das Ströme anhand des Spannungsabfalls über einer Leiterbahn einer gedruckten Schal­tung mit einer Ungenauig­keit von ±1% misst.



Das Verfahren, das auf dem Datenerfassungs-Front-End ams AS8510 basiert, ermög­licht es Ent­wick­lern von Batte­rie­managementsystemen, den üblicher­weise zur Strommessung ver­wen­deten Präzi­sions-Shuntwider­stand einzusparen. Ein Präzi­sions­wider­stand mit geringer Temperaturdrift kann selbst bei großen Stückzahlen bis zu 1,50US$ kosten.

 

Das Referenz­design-Board liefert die Vorlage für eine Strom­mess­funk­tion in einem Batte­rie­managementsystem für e-Bikes, Pedelecs und andere Anwen­dungen mit Strömen bis 40A. Das Design lässt sich laut Hersteller auf einfache Weise für Strom­messungen bis 100A modi­fi­zie­ren.

 

Das Design nutzt die sehr hohe Emp­find­lich­keit des AS8510, eines inte­grierten Datenerfassungs-Front-Ends mit zwei Mess­kanälen. Einer der beiden Kanäle erfasst den Spannungsabfall über einen 10mm langen Abschnitt einer Leiterbahn mit bekanntem Wider­stand und bekanntem Tempe­ratur­koeffi­zienten. Der andere Kanal misst die Tem­pe­ra­tur der Leiterbahn. Die Tem­pe­ra­tur kann entweder durch den internen Tempe­ratur­sensor des AS8510 oder durch einen externen Tempe­ratur­sensor erfasst werden.

 

Mithilfe eines Kompen­sa­tionsalgorithmus eliminiert der AS8510 den Einfluss der Tem­pe­ra­tur auf den Wider­stand der Leiterbahn. Dadurch erzielt der Chip eine Strom­mess­ungenauig­keit von ±1% über seinen gesamten Betriebstempe­ratur­bereich (–40°C bis +125°C).

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