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Shunt-Messreihe 5A-Leiterbahnshunt

Eignungsprüfung eines Leiterbahn-Shunts für die Motorstrommessung, also direkt eine Widerstandsbahn auf die Platine gefräst.
Ziel: Einsparung zweier Hochlastwiderstände und weniger Platzbedarf.
Shunt berechnet von Andi, Sollwert 10mOhm, Nennstrom 5A.

So, zuerst einmal der Testaufbau:

4 gleichartige Shunts in Reihe auf einer LP gefräst, um einen Eindruck über Reproduzierbarkeit zu erhalten:

Größer: Media: Start.jpg
Testplatine an Regelbares Labornetzteil mit Umax = 40V; Imax = 25A angeschlossen

Größer: Media: Netzteil.jpg
Mit Digitalmultimeter METEX M-3640D nacheinander an den 4 Messtellen die Spannung über den Shunts gemessen

Größer: Media: Detail.jpg
Nach jeder Stromänderung wurde gewartet, bis keine Stromänderung durch Temperaturanstieg mehr zu bemerken war
(OK, ab 20A nicht mehr....)
Nummerierung der Shunts:
1 = rechts unten
2 = links unten
3 = links oben
4 = rechts oben

So, nun ein paar Bilder vom Testablauf, bis ca. 8A war nichts besonderes festzustellen, bei 8A Platine gut handwarm.

Ab 10A Platine bereits unangenehm warm...

Ab 15A Verfärbungen des Lötlackes, Epoxy wird braun...

Größer: Media: 15A.jpg

Ab 18A leichte Rauchentwicklung, hauptsächlich durch Lötlack...

Größer: Media: 18A.jpg

Bei 20A ging's dann recht schnell... ;-)
Leiterbahnen lösen sich unter starker Rauchentwicklung vom Träger

Größer: Media: 20A.jpg

So, hier wäre eigentlich Schluß, aber noch war ja Verbindung da und die Platine ist eh' hinüber...

Größer: Media: Nach_20A.jpg

Also nochmal kurz auf 25A hoch

Größer: Media: 25A.jpg

hiervon sind keine Meßwerte mehr vorhanden, ging einfach zu schnell...

Jedenfalls ist dies das Ergebnis...:

Größer: Media: Fertig.jpg

...und hier die Stelle, die zuerst nachgab:

Größer: Media: Final.jpg

So, das Wichtigste darf natürlich nicht fehlen, hier die Ergebnisse:

Größer: Media: Diagramm.jpg

Bis 5A sind alle 4 Shunts linear und zeigen auch keine größeren Abweichungen, bis 10A noch zu verschmerzen, darüber laufen die Kennlinien teils weit auseinander. Der Grund hierfür ist natürlich die Erwärmung des Kupfers und die durch den Temperaturkoeffizient (0.0039/K) gestiegenen Widerstand der Leiterbahn. Ist also nicht zu empfehlen wo es auf Temperaturstabilität ankommt.

Allerdings ist dieser Bereich für unsere Anwendung über einen längeren Zeitraum unwichtig, weshalb dieser Shunt für den vorgesehenen Zweck verwendet werden kann.

Nochmal der gesamte Aufbau:

Größer: Media: Gesamtaufbau.jpg

Downloads:
Testreihe als Excel-File: Media:shunt-test.xls
Testplatine als Eagle-Board: Media:shunt.brd
Testplatine als Fräsdaten (HPGL): Media:shunt.plt