전류 션트 계산기의 원리
션트는 전류 경로에 넣은 아주 작은 저항이며, 전류는 양단 전압을 저항값으로 나눠 구합니다. 산업용 션트는 100 A / 75 mV처럼 전류와 전압 강하로, 기판용 전류 검출 저항은 밀리옴으로 나타냅니다.
이 계산기는 어느 쪽으로든 계산합니다. 저항값, 지정 전류와 최대 전류에서의 전압과 손실, 허용차와 온도 계수에 의한 저항 오차를 구하며, 변환기의 풀스케일 입력을 넣으면 증폭기 이득과 ADC 코드당 전류도 보여 줍니다.
정격과 저항값
100 A / 75 mV 션트는 100 A에서 75 mV가 떨어지므로 R = 75 mV / 100 A = 0.75 mΩ입니다. 50 A에서는 37.5 mV가 떨어지고 1.9 W를, 100 A에서는 7.5 W를 소비합니다. 손실로 션트가 발열하면 저항값은 온도 계수에 따라 변하며, 50 ppm/K로 40 K 오르면 0.2 %입니다. 연속 사용 시 정격 전류보다 얼마나 낮춰 써야 하는지는 제조사가 밝히므로 그 디레이팅을 따르세요.
전압 강하 고르기
강하가 클수록 정확하게 잴 수 있지만 전력을 낭비하고 션트를 데웁니다. 산업용 션트에서는 50, 60, 75, 100 mV가 흔합니다. 기판에서는 증폭기의 오프셋 전압이 신호에 비해 작도록 최대 전류에서 10~100 mV로 하는 것이 보통입니다. 최대 전류에서 약 10 mV를 밑돌면 오프셋과 접속부의 열기전력이 지시값에서 무시할 수 없는 부분이 됩니다.
접속과 증폭기
전류 단자가 아니라 션트의 전압 검출 단자에서 재세요. 4단자(켈빈) 접속을 하면 나사 접점과 케이블의 저항이 측정에 들어가지 않습니다. 증폭기 오프셋을 R로 나눈 값은 전류 오차가 되어 저전류에서 지배적입니다. 0.75 mΩ에 100 µV면 0.13 A입니다.
증폭기나 ADC의 풀스케일 입력을 넣으면 최대 전류를 풀스케일로 만드는 이득이, ADC 비트 수를 넣으면 코드당 전류가 보입니다. 설계를 더 진행하려면 ADC 분해능 계산기와 계측 증폭기 이득 계산기를 쓰세요.
자주 묻는 질문
하이 사이드와 로 사이드 중 어느 쪽인가요?
GND로 돌아가는 경로에 넣는 로 사이드 션트는 재기 쉽지만 부하의 GND를 띄웁니다. 하이 사이드 션트는 GND를 그대로 두지만 전원의 동상 전압을 견디는 증폭기가 필요합니다. 전류 검출 증폭기는 하이 사이드용으로 만들어집니다.
홀 센서가 나은 경우는?
전류가 크거나, 회로를 절연해야 하거나, 션트의 손실을 받아들일 수 없을 때입니다. 폐루프 홀 변환기는 도체에 열을 더하지 않고 절연도 되지만, 비용과 오프셋이 더 큽니다.
변류기와 비교하면?
변류기는 교류만 잴 수 있고 부담의 제약을 받습니다. 이는 변류기(CT) 부담 계산기로 확인합니다. 션트는 직류와 교류를 똑같이 잽니다.