Shunt und Platine als Einheit greifen die Messsignale direkt ab. Das erweitert unter anderem die Möglichkeiten beim Leiterplattendesign.

Bild: Isabellenhütte

Einheit aus Shunt und Platine Messsignale direkt im Widerstand abgreifen

25.04.2019

Isabellenhütte hat eine Shunt-Lösung für eine komfortable Strommessung in der Elektromobilität entwickelt. Das Besondere dabei ist die Einheit aus Shunt und Platine: Sie ermöglicht die sichere Übertragung der Messsignale und erspart Anwendern einen zusätzlichen Prozessschritt.

Das technische Konzept des Präzisionswiderstands soll eine deutlich flexiblere und effizientere Signalübertragung als bei herkömmlichen Shunts ermöglichen. Der BAC-Shunt wird komplett mit Mini-Platine und Sense-Kontakt für die Strommessung geliefert. Statt über aufgeschweißte Kontaktpins, Flex-Kabel oder die Anbindung an die Auswerteelektronik auf der Hauptplatine kann das Messsignal direkt vom BAC-Widerstand abgegriffen werden. Ein Steckverbinder dient zum Abgriff der Spannungswerte in die übergeordneten Systeme.

Die Widerstandswerte des Kupfer-Manganin-Shunts BAC betragen 0,1 mΩ (320 A). Eine weitere, niederohmigere Variante ist für Strommessungen bis 550 A (0,05 mΩ) ausgelegt. Der Shunt ist geeignet für Nennleistungen bis 15 W. Laut Hersteller sind aber auch andere Widerstandswerte möglich.

Mehr Platz auf der Leiterplatte

Insbesondere im Bereich der kleinen und mittleren Stückzahlen bringt der BAC-Stromsensor aufgrund der vereinfachten Prozesse Kostenvorteile, beispielsweise durch das Entfallen der Pins. Die Hauptanwendung liegt in der Strommessung für elektronische Batteriemanagement-Systeme in Gabelstaplern, E-Scootern sowie anderen Hybrid- und Elektrofahrzeugen. Einsatz findet die Lösung von Isabellenhütte auch bei Strommessungen in Schweißgeräten.

Für Anwender ergeben sich damit mehr Möglichkeiten beim Aufbau ihrer Produkte. Da die Auswertung der Messsignale nicht auf der Leiterplatte der Anwendung erfolgt, muss der BAC-Shunt nicht zwingend auf der Elektronik platziert werden.

Spezielle Legierung vermeidet Einfluss durch Kupfer

Ein weiterer Vorteil des Shunt-Aufbaus mit Platine soll in den präzisen, langzeitstabilen Messergebnissen liegen. Beim BAC bildet die von Isabellenhütte entwickelte Speziallegierung Manganin das Widerstandselement, das zwischen zwei Kupferbändern mittels Elektronenstrahl verschweißt ist.

Die Legierung verfügt über eine sehr geringe Temperaturabhängigkeit. So liegt der Temperaturkoeffizient TK bei der BAC-Reihe im Bereich 100 ppm/K; im Vergleich dazu hat Kupfer einen TK von 4.000 ppm/K. Entfallen also die Sense-Pins und wird das Messsignal direkt an der Unterseite der Platine von der Manganin-Widerstandslegierung abgegriffen, ist auch der negative Einfluss von Kupfer auf den Temperaturkoeffizienten weitestgehend eliminiert.

Anwendungsabhängige Adaptionen möglich

Der BAC-Shunt ist ein Standard-Bauelement. Er kann jedoch kundenspezifisch für die jeweilige Anwendung adaptiert werden, beispielsweise bei den Widerstandswerten, der Größe oder der Wahl der Steckverbinder. Um Übergangswiderstände durch Oxidation zu vermeiden, kann darüber hinaus eine Variante mit verzinnten beziehungsweise vernickelten Kupferanschlüssen geliefert werden.

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