Configuration pour l'utilisation en parallèle de résistances à structure Kelvin

Figure 1 : Trois résistances à 4 broches à structure Kelvin en parallèle. (Source de l'image : Shenzhen Milliohm Electronic Co., Ltd)

Lorsque trois résistances à 4 broches à structure Kelvin sont utilisées en parallèle, les considérations de routage doivent privilégier une distribution uniforme du courant, l'absence d'interférence avec la détection de tension et la préservation des caractéristiques de la structure Kelvin. Les principes de base et les étapes du routage sont les suivants :

1. Principe fondamental : séparer les chemins de courant et de tension et maintenir la symétrie

1. Chemin de courant (I+, I-) : des chemins de courant épais, symétriques et uniformes conduisent le courant principal. Ces chemins doivent être reliés par un fil épais ou du cuivre. La longueur et l'impédance des chemins de courant des trois résistances doivent être aussi régulières que possible afin d'éviter une distribution inégale du courant (surcharge d'une résistance) due à des différences de paramètres parasites.
2. Chemin de détection de tension (V+, V-) : les chemins de tension fins, indépendants et sans interférences ne transportent que de faibles signaux de détection et doivent être connectés à l'aide de fils fins et séparés. Ces chemins doivent être strictement reliés depuis les bornes de tension de la résistance (V+, V-). Le partage des fils avec les chemins de courant n'est pas autorisé (sinon, une résistance supplémentaire sera introduite, ce qui nuira à l'avantage de précision de la structure Kelvin).

Comme illustré à la Figure 2, lorsque trois résistances sont utilisées en parallèle, la broche de détection de tension de l'une des résistances peut être utilisée car les broches de tension des deux autres résistances ne sont pas reliées aux signaux du réseau électrique, mais sont laissées flottantes et uniquement connectées aux plots pour la fixation. Comme la chute de tension de toutes les résistances dans le réseau de résistances parallèles est la même, il existe une tension commune entre les résistances connectées en parallèle, et cette tension est la même pour tous les composants connectés en parallèle.

Figure 2 : Série de résistances en alliage nu – Configuration Kelvin en parallèle. (Source de l'image : Shenzhen Milliohm Electronic Co., Ltd)

2. Étapes de routage spécifiques et détails

1. Configuration des résistances : symétrique et compacte pour réduire les paramètres parasites

   Placez les trois résistances Kelvin côte à côte ou dans un triangle compact avec un espacement régulier. Veillez à ce que chaque résistance soit physiquement à la même distance du récepteur de courant et du point de détection de tension afin de minimiser l'inductance parasite ou la variation de résistance causée par des longueurs de câbles variables. Les broches de la résistance doivent être orientées dans le même sens (par exemple, les bornes de courant vers l'extérieur, les bornes de tension vers l'intérieur) afin de faciliter le routage centralisé.

2. Routage du chemin de courant (I+, I-) : utilisez une barre omnibus ou une connexion en cuivre, avec des dérivations symétriques dans la mesure du possible.

   Conception de la surface de barre omnibus/de connexion cuivre :

   Entrée (I+) : créez une barre omnibus I+ commune (épaisseur de cuivre recommandée ≥ 35 μm, largeur calculée en fonction du courant total, par exemple ≥ 5 mm pour un courant total de 100 A). Connectez les bornes I+ des trois résistances à cette barre omnibus avec des fils de dérivation de longueur et de largeur égales (différence de longueur de dérivation ≤ 1 mm, largeur uniforme).

   Sortie (I-) : de la même manière, configurez un bus I- commun. Reliez les bornes I- des trois résistances à ce bus avec des fils de dérivation de longueur et de largeur égales.

   Éviter le croisement : le chemin de courant doit être maintenu à distance du chemin de détection de tension afin de réduire les interférences électromagnétiques (les forts courants peuvent générer des champs magnétiques interférant avec les signaux de tension).

3. Câblage du chemin de détection de tension (V+, V-) : sorties indépendantes, directement connectées à la puce de détection.

Sorties indépendantes : connectez la borne V+ de l'une des trois résistances avec un fil fin séparé (par exemple, de 0,2 mm de large avec 18 μm d'épaisseur de cuivre, car le courant est extrêmement faible). Il en va de même pour la borne V- de chaque résistance.

Ligne courte et directe : la ligne de détection de tension doit être aussi courte que possible pour éviter l'enroulement et réduire la résistance parasite et le bruit.

Ne connectez pas la sortie V+ d'une résistance au bus I+ (ou à la borne I+ d'une autre résistance). Elle doit être strictement connectée à la borne V+ de cette résistance. De même, ne connectez la sortie V- qu'à sa propre borne V-.

Résumé

Lors de l'utilisation de trois résistances à 4 broches à structure Kelvin dans les mesures électroniques, le routage doit faire l'objet d'une attention particulière. En suivant les conseils présentés dans ce blog, vous éviterez certaines erreurs courantes et les problèmes de mesures erronées.