Az alacsony ellenállású áramérzékelő chipellenállások először túláramvédelmi megoldásként tápegységek áramköreiben kerültek felhasználásra. A későbbiekben a mobil készülékek energiaellátó és nagyfrekvenciás áramköreiben jelentek meg és töltenek be fontos szerepet.Természetesen más alkalmazási területeken is találkozunk ezekkel az alkatrészekkel, mint például a különböző motorok és szolenoid tekercsek áramának vezérléséért felelős áramkörökben. Az elektronikus eszközöktől elvárt feladatok mennyisége és a jelfeldolgozási sebesség növekedésének igénye az áramkörtervezőket olyan kihívások elé állítja, mint a nagyfrekvenciás zajok kezelése.

Ebben a cikkben a SUSUMU által gyártott rendkívül sokféle kis ellenállású áramérzékelő chipellenállás közül a speciális RL sorozatot vesszük szemügyre, amely népszerűségét az alacsony ellenállás tartományban is kis induktivitásának köszönheti, és ez ideálissá teszi nagyfrekvenciás és nagysebességű alkalmazások (kapcsolási) zaj kontroljához.

Elvárások az áramköri elemmel szemben

Ahhoz, hogy egy energiaellátó áramkörben áramerősséget mérhessünk, kis ellenállású, áramérzékelő ellenállásokra van szükség, és ténylegesen az ezeken eső feszültséget mérjük (lásd 1. ábra). Az ilyen eszközökkel szembeni triviális elvárások a szűk tolerancia, a magas hőmérsékleti stabilitás (kis TCR), nagy teljesítmény és kis méret, amelyeknek együttesen az alacsony ellenállású chipellenállás felel meg. Azért, hogy magasabb igényű alkalmazásokra is használható legyen az alkatrész, még egy elvárásnak is meg kell, hogy feleljen, alacsony induktivitásúnk is kell lennie (ESL).

Az alacsony ESL elérésének módszere
Egy csatlakozás induktivitását az alábbi képlettel számíthatjuk ki:

ahol h a kivezetés hossza, d a kivezetés szélessége, µ az anyag permeabilitása.
Az anyag permeabilitásának és a kivezetés hosszának növekedésével az eszköz induktivitása nő, míg a szélesség növekedése az induktivitás csökkenéséhez vezet. Ebből következően adott anyag esetén rövid, de vastag kivezetés alkalmazásával lehet alacsony ESL értéket realizálni. A SUSUMU emiatt úgy alakítja ki az RL sorozatú chipellenállásait, hogy azok hosszabb oldalai képzik a terminálokat is egyben, így a rövid, de vastag mechanikai kiképzés miatt alacsony induktivitás jellemzi ezt a sorozatot.

A második ábrán többféle alacsony ellenállású sorozat ESL mérési adatait hasonlíthatjuk össze. Ahogy az várható is volt, a hosszú oldali kivezetéses típus induktivitása majd harmada a hagyományos rövid oldali kivezetéses sorozatokénak.

A kis ESL hatása: zajcsökkenés

Notebook számítógépeknél, amelyek rendkívül kifinomult energiaellátást igényelnek, az alkalmazott DC/DC konverterek kHz nagyságrendű kapcsolási frekvenciával működnek. Ha az alkalmazott áramérzékelő ellenállás nagy induktivitású modell, akkor olyan kapcsolási zaj keletkezik, mely jelentősen befolyásolja a vezérlés pontosságát, míg kis ESL esetén ez a hatás elenyésző.
A bal oldali ábrán rövid oldali kivezetéses ellenállás használata melletti (kapcsolási) zajos hullámalakot mutat a mérés, míg a speciális alacsony ESL változat esetén a zaj jelentéktelen. Ezzel az egyszerű módszerrel a tervező számára elkerülhetővé válik költséges zajelnyomó áramkörök használata.

Összefoglalás
A SUSUMU hosszú oldali terminállal és kis ellenállással rendelkező chipellenállásait a teljesítmény növelése érdekében fejlesztették (1 W 3,7×2,0 mm esetén RL3720W), és nagyon népszerűek voltak. Ugyanakkor az elektronikai eszközök egyre nagyobb sebességigénye és működési frekvenciája szükségessé tette az alacsony ESL értékeket, amelyeknek ezek az alkatrészek kialakításukból adódóan megfelelnek. A fejlesztés iránya az áramérzékelő ellenállások területén ma a pontosság és megbízhatóság további növelése az autóiparhoz kapcsolódó elektronika elvárásainak megfelelően, valamint nagyobb teljesítmény (20 W) elérése, amelyre elsősorban ipari invertereknél van szükség.

A 4. ábrán a SUSUMU különböző chipellenállás sorozatait foglaltuk össze.

Adatlapokért, mintákért és konzultációért kérem forduljanak az Endrich Bauelemente Vertriebs GmbH budapesti irodájához .

További információ: Ez az e-mail-cím a szpemrobotok elleni védelem alatt áll. Megtekintéséhez engedélyeznie kell a JavaScript használatát.