ams Strommesslösung ohne Shuntwiderstand

Referenzdesign-Board auf Basis des AS8510-Bausteins von ams.
Referenzdesign-Board auf Basis des AS8510-Bausteins von ams.

ams hat ein neues Referenzdesign-Board für Batteriemanagementsysteme entwickelt, das Ströme anhand des Spannungsabfalls über einer Leiterbahn einer gedruckten Schaltung mit einer Genauigkeit von ±1 % misst.

Das neue Verfahren, das auf dem Datenerfassungs-Front-End-Chip ams AS8510 basiert, ermöglicht es Entwicklern von Batteriemanagementsystemen (BMS), den üblicherweise zur Strommessung verwendeten Präzisions-Shuntwiderstand einzusparen und so die Materialkosten zu reduzieren. Ein Präzisionswiderstand mit geringer Temperaturdrift kann selbst bei großen Stückzahlen bis zu 1,50 US-Dollar kosten.

Ein BMS hat die Aufgabe, den Ladezustand und den "Gesundheitszustand" einer Batterie zu überwachen; es ist dabei ganz wesentlich auf genaue Strommessungen angewiesen. Das neue Referenzdesign-Board von ams liefert die Vorlage für eine Strommessfunktion in einem BMS für E-Bikes, Pedelecs und andere Anwendungen mit Strömen bis 40 A. Das Design, das den Spannungsabfall über dem Widerstand einer Leiterbahn auf einer gedruckten Schaltung zur Strom-messung heranzieht, lässt sich auf einfache Weise für Strommessungen bis 100 A modifizieren.

Das neue Referenzdesign von ams nutzt die hohe Empfindlichkeit und Genauigkeit des AS8510, eines integrierten Datenerfassungs-Front-Ends mit zwei Messkanälen. Einer der beiden Kanäle erfasst den Spannungsabfall über einen 10 mm langen Abschnitt einer Leiterbahn mit bekanntem Widerstand und bekanntem Temperaturkoeffizienten. Der andere Kanal misst die Temperatur der Leiterbahn. Die Temperatur kann entweder durch den internen Temperatursensor des AS8510 oder durch einen externen Temperatursensor erfasst werden.

Mithilfe eines Kompensationsalgorithmus eliminiert der AS8510 den Einfluss der Temperatur auf den Widerstand der Leiterbahn. Dadurch erzielt der Chip eine Strommessgenauigkeit von ±1 % über seinen gesamten Betriebstemperaturbereich (–40 °C bis +125 °C), ohne dass dafür ein Präzisions-Shuntwiderstand mit kleinem Temperaturkoeffizienten erforderlich wäre.