Was sind die Vorteile eines Shunt-Widerstands gegenüber einem Hallsensor?

Ich baue einen Aufwärtswandler und muss sowohl den Eingangsstrom als auch den Ausgangsstrom messen. Die Ströme reichen je nach Modell von 25 A bis 200 A. Mein Controller ist auf die negative Schiene des Konverters bezogen. Ich habe mich auf Hall-Effekt-Sensoren konzentriert, aber mir fällt ein, dass ich stattdessen Shunt-Widerstände im negativen Bein verwenden könnte. Was sind die Vor- und Nachteile der einzelnen Ansätze?

Ich wollte antworten, aber ich habe Ihre Biografie gelesen und ich wette, das ist eine Frage im Stil von Fragen und Antworten. Warte hier auf deine Antwort.
Ich habe einige Ideen, aber ich bin ihnen weniger sicher als bei früheren Fragen! Wenn du eine Antwort hast, poste sie bitte!
Nun, ich kann meinen Senf hinzufügen, ich fühle mich einfach viel, viel weniger erfahren als du. Ich hoffe ich kann dir trotzdem helfen.
Können wir über Empfindlichkeit und Lärm sprechen?
@GeorgeHerold, das liegt außerhalb meiner Möglichkeiten, aber ich denke, dass dieser Frage noch viel mehr hinzugefügt werden könnte. Ich starte ein Kopfgeld darauf.

Antworten (2)

Ich bin kein Experte auf diesem Gebiet, aber ich kann versuchen, Ihnen dabei zu helfen, einige schnelle Ideen aufzuschreiben.

Vorteile des Hallsensors
:

  • galvanische Trennung zwischen dem Messkreis und dem zu messenden Kreis
  • Sie können überall auf dem Strompfad platziert werden (Spannung ist kein Problem), daher einfache Installation und eventuelle Wartung
  • Sie beeinflussen den gemessenen Strom fast nicht, daher sind sie großartig, wenn dies ein Problem darstellt

Nachteile:

  • Kosten: Ein präziser Hochstromsensor kann mehrere zehn Dollar kosten
  • Bandbreite: Der Sensor und der gemessene Draht sind über einen Transformator gekoppelt, und natürlich hat er seine eigene Frequenzantwort. Ein Stück Kupfer (auch Shunt-Widerstand genannt) ist von diesem Problem weniger betroffen.
  • Magnetfelder: Ein externes festes Magnetfeld kann einen Offset in der Messung verursachen, der irgendwie berücksichtigt werden muss

Shunt-Widerstand-
Profis:

  • klein und billig, ich wette, dass Sie mit einem guten Leiterplattenhersteller Ihren Shunt-Widerstand auf der Leiterplatte herstellen können, der nur für die vergrößerte Größe bezahlt, aber denken Sie daran, dass der Kupferwiderstand von der Temperatur abhängt, außerdem ist die Dicke der Außenschichten der Leiterplatte nicht genau während Innenschichten sind etwas besser.

  • Sie können billige SMD-Shunt-Widerstände bis zu 1 m erhalten Ω von Ohmit

Nachteile:

  • Sie können eine ziemliche Menge an Leistung verbrauchen, und es besteht ein Kompromiss zwischen Präzision und Verlustleistung. Sie können auch ziemlich heiß werden.
  • Sie beeinflussen die gemessene Schaltung, nämlich es gibt einen Spannungsabfall über ihnen und das ist möglicherweise nicht akzeptabel für Anwendungen mit sehr niedriger Spannung und hohem Strom. Sie können den Strom nicht messen, der von einer Reihe von Kernen verbraucht wird, die mit 1,8 V mit einem Shunt gespeist werden, der einige 100 mV abfällt

Das ist genau das, was mir aus dem Kopf kommt. Ich würde diese Liste sehr gerne integrieren / korrigieren, um jeden vernünftigen Kommentar von unten widerzuspiegeln.

Ich verstehe Ihre Formulierung des 3. Punktes unter Halleffekt-Profis nicht
Ich meine "die gemessene Schaltung weiß nicht, dass sie gemessen wird, also ist der Hall-FX-Sensor großartig, wenn es darum geht, die gemessene Schaltung nicht zu beeinflussen."
Ich denke, das Wort, das Sie wollen, ist "beeinflussen", wie in "sie beeinflussen die gemessene Schaltung nicht". Gute Antwort!
Die Bandbreite ist manchmal ein Problem für Hall-Effekt-Geräte.
Paul J. Ste. Marie fügte hinzu: "Sie können auch Shunt-Widerstände mit 4 Anschlüssen zur Oberflächenmontage von Ohmite usw. im Bereich von 1 bis 10 Milliohm erhalten." [Es wurde als Bearbeitung vorgeschlagen. Es sind nützliche Informationen, aber keine gültige Bearbeitung. Ich habe mir erlaubt, es in einen Kommentar umzuwandeln.]
Es stellt sich heraus, dass es keine gute Idee ist, einen Shunt-Widerstand auf der Platine zu machen. Erstens stinkt das Tempco von Kupfer. (etwa 1/Temperatur, mit T in Grad K) Und für die äußere Schicht einer Leiterplatte ist die Kupferdicke sehr unsicher. (Innenschichten sind besser.)
bearbeitet, um die vorgeschlagenen Änderungen widerzuspiegeln
Auch Hall-Effekt-Geräte können anfällig für externe oder restliche Magnetfelder sein, die Messabweichungen verursachen können. (Deshalb gibt es bei aktuellen Sonden eine Entmagnetisierungstaste.)
@JohnD danke, fügte Ihren Vorschlag hinzu. @alle, weiter so!
@Vladimir Cravero - Können Sie uns etwas mehr Einblick in einige Anwendungen geben, bei denen Sie ausdrücklich den Shunt oder den Hall-Effekt-Sensor verwenden möchten. Danke schön!
@Barry Ich könnte es versuchen, aber ich denke, dass jede Anwendung analysiert und eine Auswahl basierend auf den aufgelisteten Vor- und Nachteilen getroffen werden sollte. Wenn Sie eine "dreckig billige" Lösung brauchen, können Sie einen Shunt verwenden, wenn Sie etwas Präziseres wollen, dann entscheiden Sie sich für ein HS, aber denken Sie daran, dass es nicht über sagen wir 100 kHz funktioniert ... Es ist immer ein Kompromiss. Wenn Sie eine Anwendung im Sinn haben, kann ich versuchen, sie als Beispiel hinzuzufügen.
Ich würde in diesem speziellen Fall (!) Einwände gegen die Idee eines PCB-Shunts erheben. Das OP gab eine Obergrenze von 200 A an. Ein 1-mOhm-Shunt bei diesem Strom verbraucht 40 Watt. Ich würde es hassen zu versuchen, die Leiterplatte zu entwerfen, die diese Art von Strom verarbeitet.
@WhatRoughBeast Ich stimme dir zu, diese Antwort wurde zu einer Art kleiner Anleitung zur Auswahl von Shunt vs. Hall FX. Es hat nicht viel mit der Frage zu tun, deshalb ist es nicht als Antwort markiert (glaube ich) und warum habe ich ein Kopfgeld auf die Frage gesetzt.

Der Shunt sieht bei deinem Hochleistungsjob nicht gut aus. Wenn es darum geht, eine angemessene Spannung zu entwickeln, um eine gewisse Genauigkeit am unteren Ende Ihres Hochstrombereichs zu ermöglichen, ist die bei maximalem Strom erzeugte Wärme im schlimmsten Fall schlecht. Wenn Sie jetzt einen vergoldeten Operationsverstärker verwenden, haben Sie nicht Ihren Kostenvorteil und Der bessere Operationsverstärker, der bei niedrigeren Eingangsspannungen arbeitet, wird eher von den starken HF-Feldern in Ihrem SMPS gestochen. Daher verursacht der Shunt eher Probleme beim Prototyping. Wenn Sie jetzt eine Produktreihe erstellen, können Sie mehr Windungen dünnerer Drähte stopfen durch, um Ihre Reichweite zu reduzieren. Mit anderen Worten, ein Hallengerät sollte für alle passen. Es gibt eine Sache, auf die Sie bei der Halle achten müssen, und das ist ihr Tempco, es ist klein, ABER es geht in die falsche Richtung, was bedeutet, dass der Strom ansteigt, wenn er kommt heiß .

Was sind die Vorteile eines Shunt-Widerstands gegenüber einem Hallsensor?
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