일정한 비율만큼 크게 읽히는 작은 션트

태그: 전류 센싱 측정

증상

수 밀리옴 션트(shunt)로 읽은 전류가 모든 전류에서 같은 비율만큼 크게 나옵니다. 오프셋이 아니라 이득 오차(gain error)입니다. 션트가 작을수록 오차가 큽니다.

원인

수 밀리옴 이하의 션트에서는 납땜 저항이 센스 소자 저항의 상당 부분을 차지합니다 [O'Sullivan 2012]. 증폭기의 센스 연결이 패드의 먼 쪽에서 나오면, 증폭기는 션트, 패드, 납땜을 함께 흐르는 전류를 보게 되고, 측정값은 모든 전류에서 패드와 납땜의 저항을 션트 저항으로 나눈 비율만큼 크게 나옵니다 (패드 오차). 예를 들어 1 mΩ 션트의 센스 경로에 들어온 100 µΩ의 패드와 납땜은 모든 측정값을 0.1 크게 만듭니다.

확인 방법

값을 아는 전류를 션트에 흘리고 전압을 두 번 재십시오. 한 번은 패드 끝에서, 한 번은 션트 자체의 단자(또는 켈빈 패드)에서 잽니다. 두 전압의 차를 전류로 나누면 패드와 납땜의 저항이 나오고, 두 전압의 비에서 1을 뺀 값이 측정값의 상대 오차입니다.

해결

켈빈 연결(Kelvin connection)로 패드를 센스 경로에서 빼십시오. 4단자 션트를 쓰거나, 2단자 션트를 4패드(분할 패드, split-pad) 배치에 올립니다 [O'Sullivan 2012]. LTC6101 데이터시트는 전력이 아주 작은 응용을 빼면 센스 저항에 켈빈 연결을 쓰라고 권합니다 [Analog Devices, LTC6101/LTC6101HV, Applications Information]. 켈빈 연결을 쓰면 센스 체인 도구의 패드 저항은 0입니다.

참고 자료

• [O'Sullivan 2012]: 밀리옴 션트에서의 납땜 저항, 켈빈 센싱과 분할 패드 센싱.
• [Analog Devices, LTC6101/LTC6101HV, Applications Information]: 센스 저항에 대한 켈빈 연결.
• 전류 센싱: 패드 오차의 풀이와 벤치 실습.