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Widerstände für Strommessungen in Automobilanwendungen

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SMD-Widerstände ab 200 µΩ zur Stromerfassung im Auto

Aus Kosten- und Miniaturisierungsgründen kommen zur Stromerfassung bis 100 A im Kfz in zunehmendem Umfang SMD-Ausführungen mit Widerstandswerten ab 200 µΩ zum Einsatz. Im unten stehenden Kasten sind Beschreibungen der unterschiedlichen Bauformen, deren Besonderheiten und Anwendungsbeispiele zusammengefasst.

Bauformen und Anwendungen

VMx-Serie:

Bild 8: Hochbelastbare Widerstände der VMx-Serie(Bild:  Bild: Isabellenhütte)
Bild 8: Hochbelastbare Widerstände der VMx-Serie
(Bild: Bild: Isabellenhütte)

Hochbelastbare Präzisionswiderstände aus dem Widerstandsmaterial Zeranin mit einer Thermokraft gegen Kupfer <1 µV/K.

Anwendungen: Zündsteuerung, Getriebesteuerung, Motorsteuergeräte, Türheber, Getaktete Steller, Messwiderstände für Leistungshybride, Steuergeräte in der Automobiltechnik, Leistungsmodule, Frequenzumrichter und Schaltnetzteile

SMx-Serie:

Bild 9: Widerstände der Baureihe SMx mit Cu-Substrat(Bild:  Bild: Isabellenhütte)
Bild 9: Widerstände der Baureihe SMx mit Cu-Substrat
(Bild: Bild: Isabellenhütte)

Diese Baureihe benutzt ein Cu-Substrat, das auch gleichzeitig Wärmesenke und elektrischer Kontakt darstellt. Dies ermöglicht die vollständige Übertragung der Manganineigenschaften in das Bauelement und eine hohe Dauer- und Pulsbelastbarkeit sowie eine niedrige Induktivität.

Anwendungen: Benzin- und Diesel-Direkteinspritzung, Getriebesteuerung, Lichtsteuermodule, Stromüberwachung einzelnen Zweige im Fahrzeug und Motorsteuergeräte.

BVx-Serie:

Bild 10: Aus Verbundmaterial gestanzte Widerstände der BVx-Serie(Bild:  Bild: Isabellenhütte)
Bild 10: Aus Verbundmaterial gestanzte Widerstände der BVx-Serie
(Bild: Bild: Isabellenhütte)

Die aus Verbundmaterial gestanzten SMD-Widerstände (ISA-Weld) sind für Hochstromanwendungen zur Montage auf der Leiterplatte, auf DCB- oder MIS-Substrate oder zum Einschweißen in Stanzgitter geeignet.

Anwendungen: Getaktete Stromregelung bis 100 A sowie PWM-Leistungssteller für Kühlerlüfter, Innenraumgebläse, elektrische Öl- und Wasserpumpen sowie DC/DC-Wandler und EC/DC-Motoren.

System zur Datenerfassung für die Strommessung im Kfz:

Bild 11: Das Strom- und Spannungsmessmodul IVT-A enthält ein 4-Kanal-Messwerterfassungssystem(Bild:  Bild: Isabellenhütte)
Bild 11: Das Strom- und Spannungsmessmodul IVT-A enthält ein 4-Kanal-Messwerterfassungssystem
(Bild: Bild: Isabellenhütte)

Zunehmend kommen Anwendungen im Fahrzeug auf, bei denen Ströme von mehreren 100 bis >1000 A hochdynamisch, genau und mit sehr hoher Auflösung erfasst werden müssen und gleichzeitig auch noch eine gute Auflösung im mA-Bereich gefordert wird. Beispiele hierfür sind das Batterie- und Powermanagement im Fahrzeug sowie die Stromerfassung in Elektro- und Hybridfahrzeugen.

Das Strom- und Spannungsmessmodul IVT-A enthält ein vollständiges 4-Kanal-Messwerterfassungssystem und einen niederohmigen Widerstand für die Messung extrem niedriger Spannungen an Shuntwiderständen. Mit einer Auflösung von 16 Bit und vielen Sonderfunktionen kommt das System dem idealen Stromsensor sehr nahe. Es kann einerseits mit hoher Dynamik, Linearität und Auflösung Ströme bis 1500 A messen, erreicht aber andererseits bei geringerer Messrate eine Auflösung von wenigen mA. Das Modul benötigt nur eine Versorgungsspannung von 5 V/3 mA und kann trotzdem bipolare Signale sogar unterhalb seiner eigenen Versorgungsspannung erfassen. Neben der Strommessung kann gleichzeitig eine Spannungs- und Temperaturmessung durchgeführt werden.

Mit einem Sonderwiderstand von 2 µΩ kann dieses System sogar Ströme bis 10.000 A bei einer Auflösung <1 A messen und damit in eine Domäne vordringen, die bisher ausschließlich durch Stromwandler besetzt war.

Allen Bauformen gemeinsam ist die Zwei- und Vierleiterausführung und der physikalisch optimierte Aufbau, der durch optimierte Gestaltung des Leiterplattenlayouts eine völlig korrekte Messung in Vierleitertechnik ermöglicht.

White Paper liefert noch detaillierterere Informationen

Noch umfassendere Informationen zu den Strommesswiderständen von Isabellenhütte Heusler finden Sie in unserem White Paper "Stromsensorik im Kfz: Widerstände richtig auswählen".

* * Dr. Ullrich Hetzler ist Leiter Forschung & Entwicklung bei der Isabellenhütte Heusler GmbH & Co. KG in Dillenburg.

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