Természetesen más alkalmazási területeken is találkozunk ezekkel az alkatrészekkel, a különböző motorok tekercseinek vagy szolár inverterek áramának mérésére használják őket. Az elektronikus eszközöktől elvárt feladatok mennyisége és a jelfeldolgozási sebesség növekedésének igénye az áramkörtervezőket olyan kihívások elé állítja, mint a nagyfrekvenciás zajok kezelése.
Cikkünkben a SUSUMU által gyártott rendkívül sokféle kis ellenállású áramérzékelő chip-ellenállás közül a speciális RL/PRL/KRL sorozatot vesszük szemügyre, mely népszerűségét az alacsony ellenállás tartományban is kis induktivitásának köszönheti, mely ideálissá teszi nagyfrekvenciás és nagysebességű alkalmazások (kapcsolási) zaj kontroljához.
Elvárások az áramköri elemmel szemben
Ahhoz, hogy egy energiaellátó áramkörben áramerősséget mérhessünk, kis ellenállású, áramérzékelő ellenállásokra van szükség, és ténylegesen az ezeken eső feszültséget mérjük (1. ábra). Az ilyen eszközökkel szembeni triviális elvárások a szűk tolerancia, a magas hőmérsékleti stabilitás (kis TCR), nagy teljesítmény, alacsony termikus elektromotoros erő, jó hődisszipációs képesség és kis méret, melyeknek együttesen az alacsony ellenállású chip ellenállás felel meg. Azonban, hogy magasabb igényű alkalmazásokra is használható legyen a komponens, még egy elvárásnak is meg kell, hogy feleljen, alacsony induktivitásúnk is kell lennie (ESL).
1. ábra: Elvárások az áramérzékelő ellenállással szemben
Az alacsony ESL elérésének módszere
Egy csatlakozás induktivitását az alábbi képlettel számíthatjuk ki.
Ｌ＝ 0.002.ｈ（2.303.log104.ｈ/ｄ－1+μ/4）
ｈ：kivezetés hossza，ｄ：kivezetés szélessége，μ： az anyag permeabilitása
Az anyag permeabilitásának és a kivezetés hosszának növekedésével az eszköz induktivitása nő, míg a szélesség növekelése az induktivitás csökkenéséhez vezet. Ebből következően adott anyag esetén rövid, de vastag kivezetés alkalmazásával lehet alacsony ESL értéket realizálni. A SUSUMU emiatt úgy alakítja ki a hosszúoldali kivezetéses RL/KRL sorozatú chip- ellenállásait, hogy azok hosszabb oldalai képzik a terminálokat is egyben, így a rövid, de vastag mechanikai kiképzés miatt alacsony induktivitás jellemzi ezt a sorozatot. A második ábrán többféle alacsony ellenállású sorozat ESL mérési adatait hasonlíthatjuk össze. Ahogy az várható is volt, a hosszú oldali kivezetéses típus induktivitása majd harmada a hagyományos rövid oldali kivezetéses sorozatokénak.
2. ábra: ESL összehasonlítás precíz LCR műszerrel : hosszú oldali terminál – rövid oldali terminál
A kis ESL hatása: Zajcsökkenés
Notebook számítógépeknél, melyek rendkívül kifinomult energiaellátást igényelnek, az alkalmazott DC/DC konverterek kHz nagyságrendű kapcsolási frekvenciával működnek. Ha az alkalmazott áramérzékelő ellenállás nagy induktivitású modell, akkor olyan kapcsolási zaj keletkezik, mely jelentősen befolyásolja a vezérlés pontosságát, míg kis ESL esetén ez a hatás elenyésző.
3. ábra : Az alacsony ESL hatása a zajra
A bal oldali ábrán rövid oldali kivezetéses ellenállás használata melletti (kapcsolási) zajos hullámalakot mutat a mérés, míg a speciális alacsony ESL változat esetén a zaj jelentéktelen. Ezzel az egyszerű módszerrel a tervező számára elkerülhetővé válik költséges zajelnyomó áramkörök használata.
A 4. ábrán a SUSMU különböző chip-ellenállás sorozatait foglaltuk össze
Összefoglalás: A SUSUMU hosszú oldali terminállal és kis ellenállással bíró chip ellenállásait a teljesítmény növelése érdekében fejlesztették ( 1 W 3.7 x 2.0 mm esetén RL3270W), és nagyon népszerűek voltak. Ugyanakkor az elektronikai eszközök egyre nagyobb sebességigénye és működési frekvenciája szükségessé tette az alacsony ESL értékeket, melyeknek ezek az alkatrészek kialakításukból adódóan megfelelnek. A fejlesztés iránya az áramérzékelő ellenállások területén ma a pontosság és megbízhatóság további növelése az autóiparhoz kapcsolódó eletronika elvárásainak megfelelően, valamint nagyobb teljesítmény (20W) elérése, melyre elsősorban ipari invertereknél van szükség.
