Maximale Belastbarkeit Shunt (Imax)

[Lars M. (firecan)]

Hallo zusammen!

Ich habe in der Suchfunktion leider nichts passendes gefunden, weshalb 
ich den Beitrag hier aufmache.

Es geht mir um die Frage der maximalen Belastbarkeit eines Shunt.
Im Detail geht es mir um den OAR-5 / 0.005Ω / 5W (Datenblatt: 
https://www.pollin.de/productdownloads/D220271D.PDF).

Pmax ist mit 5W angegeben.
Somit sollte man doch aus der Formel Imax ermitteln können:

P = U * I                     | U ersetzt mit R * I
P = I^2 * R                   | Umstellen nach I
I = sqrt( P / R )             | Zahlenwerte einsetzen
I = sqrt( 5W / 0.005Ω )
I = 10*10^(1/2)A oder ~31.62A

Stimmt es also, dass man durch den Shunt maximal 31.62A fließen lassen 
sollte?
Oder habe ich einen Fehler in meinem Gedankengang bzw. der Rechnung 
gemacht?
Würde mich sehr über Feedback freuen!

[2 Cent (Gast)]

Überschlage zurück:

31A*5mOhm=155mV  // Burdenspannung
31A*155mV=4,8W   // Passt :D

[foobar (Gast)]

Deine Rechnung stimmt, die Schlußfolgerung nicht. Durch den "Draht" 
darfst du auch 800A durchjagen. Allerdings wird er sich bereits bei 30A 
resp. 5W irgendwann selbst entlöten, wenn du die Wärme nicht 
wegbekommst.

[2 Cent (Gast)]

foobar schrieb:
> Durch den "Draht"
> darfst du auch 800A durchjagen
KS-Mode on:
Durch den Draht kannst du sicherlich auch 8000A durchjagen, nur nicht 
allzulange :D
DaBla sagt 900A für 50ms.

[Jemand (Gast)]

Hallo

das wird bei den verlinkten Shunt aber nicht der Fall sein wenn man den 
Datenblatt vollkommen vertrauen kann, was doch der Fall sein sollte, 
ansonsten würde sich der Hersteller selbst ins Knie schießen.

5mOhm bei 5W soll laut Wärmebild (Thermel Image) und der Texterläuterung 
dazu "nur" 96°C an den Lötpunkten haben, das sollte auch mit "normalen" 
lötzinn kein Problem sein.
Die Frage ist nur wie gut es der Platine bekommt wenn tatsächlich diese 
Temperatur im Dauerbetrieb anliegen sollte, schon "einfache" Widerstände 
in der Größenordnung 3W bis 5W, die sicherlich nicht immer an Maximum 
betrieben werden, und fast immer ordentlich Abstand zur Platine haben 
sorgen über die Monate (oder doch erst Jahre?) für eine ordentliche 
Bräunung oder auch fast Schwärzung der Platine im unmittelbaren Umfeld.

Wobei ich rein vom "Gefühl" her auch meine Bedenken hätte über diesen 
kleinen Shunt dauerhaft fast 32 Ampere fließen zu lassen - aber Laut DB 
sollte das kein Problem sein und die Bedingungen die vorliegen müssen 
sind auch nicht extrem oder Praxisfremd
Ganz im Gegensatz zu so manchen Leistungshalbleiter wo die maximale 
Leistung eigentlich wirklich praktisch nutzbar ist ohne das es die 
Kupferpreise und Alupreise am Weltmarkt beeinflusst ;-)

Jemand

[2 Cent (Gast)]

Jemand schrieb:
> Wobei ich rein vom "Gefühl" her auch meine Bedenken hätte über diesen
> kleinen Shunt dauerhaft fast 32 Ampere fließen zu lassen - aber Laut DB
> sollte das kein Problem sein und die Bedingungen die vorliegen müssen
> sind auch nicht extrem oder Praxisfremd
Nicht Praxisfremd, aber dem TO womöglich nicht klar. Im Dabla 
(Wärmebild) wird von einer 4 Layer ausgegangen; die oberste 
Kupferschicht reflektiert die Infrarotstrahlung weg von der ausserdem 
kühlenden Platine. Auf Lochraster werden also 96°C an den Lötpunkten 
nicht hinkommen, Bräunung oder Entlötung inklusive. Dieses wollte foobar 
wohl auch zu bedenken geben.

[Axel S. (a-za-z0-9)]

2 Cent schrieb:
> Nicht Praxisfremd, aber dem TO womöglich nicht klar. Im Dabla
> (Wärmebild) wird von einer 4 Layer ausgegangen; die oberste
> Kupferschicht reflektiert die Infrarotstrahlung weg von der ausserdem
> kühlenden Platine.

Yep. Die 230°C am freiliegenden "Bügel" des Shunt sind auch nicht zu 
unterschätzen. Nicht nur daß man da weder mit dem Finger noch mit einem 
Kabel rankommen sollte, es wird auch Wärme abgestrahlt.

Elkos direkt neben Kühlkörper zu plazieren, gilt schon als Designfehler. 
Und Kühlkörper bleiben normalerweise deutlich kühler. Von einem 230° 
Hotspot müßte man sehr viel Abstand halten.

[Lars M. (firecan)]

Vielen Dank für die Antworten! Das bestätigt meinen Gedankengang soweit.

Ich habe das Datenblatt ja auch gelesen und dort im "Pulse / Surge 
Chart" steht beim OAR-5 als Impulsstrom auch ein Wert jenseits der 
1000A.


Mir geht es um die dauerhafte Belastung und mir ist klar, dass man bei 
entsprechender Wärmeabfuhr den Shunt noch mehr belasten könnte.
Danke auch für den Aspekt, die Wärmeentwicklung im Design zu 
berücksichtigen.

[Armin X. (werweiswas)]

Bedenke bei diesen Überlegungen auch, dass der Widerstandswert bei 250° 
deutlich wegdriften wird!
Auch hätte ich Bauchschmerzen dieses Stückchen Widerstandsdraht mit 5W 
zu belasten 1W Dauer kommt besser hin. Ich hatte schon mit 10W 
Belastbare 0,5mOhm SMD-Shunts. Die sind mir bei 1,25W locker abgelötet. 
Ja, da war dann sicherlich auch die Kühlfläche zu knapp bemessen.

[foobar (Gast)]

> Mir geht es um die dauerhafte Belastung und mir ist klar, dass man bei
> entsprechender Wärmeabfuhr den Shunt noch mehr belasten könnte.

Für die Dauerbelastung ist aber der Parameter "5W" hier nicht wirklich 
relevant - das hält der Shunt aus. Wie im Datenblatt schon steht, wird 
der auch 300°C und vermutlich noch viel mehr aushalten.  Ist halt nur 
nen popeliger Widerstandsdraht - im Toaster glühen die.

Ausschlaggebend ist die in deiner Umgebung akzeptable 
Betriebstemperatur. Willst du wirklich nen Bauteil, dass im Dauerbetrieb 
schöngerechnet 230°C heiß wird, auf der Platine haben? Ich nicht. Und 
wenn, dann bestimmt nicht gelötet. Aber vielleicht sitzt der Shunt bei 
dir ja direkt vor nem Lüfter und wird zwangsgekühlt ...

[foobar (Gast)]

> Bedenke bei diesen Überlegungen auch, dass der Widerstandswert bei 250°
> deutlich wegdriften wird!

Och, das bekommen die inzw ganz gut hin. Selbst Kanthal dürfte bei den 
Temperaturen unter 1 Promille Abweichung haben.

[Wolfgang (Gast)]

foobar schrieb:
> Och, das bekommen die inzw ganz gut hin. Selbst Kanthal dürfte bei den
> Temperaturen unter 1 Promille Abweichung haben.

Und du meinst, der Hersteller schreibt die 20ppm/°C aus Jux und Dollerei 
ins Datenblatt?

[Armin X. (werweiswas)]

Na gut. Die 20ppm/°C hatte ich geflissentlich überlesen. Die Abweichung 
ist doch geringer als gedacht.
225°C Temperaturänderung ergeben lediglich 0,45% Änderung(des 
Widerstandsmaterials).

[foobar (Gast)]

>>> Bedenke bei diesen Überlegungen auch, dass der Widerstandswert bei 250°
>>> deutlich wegdriften wird!
>>
>> Och, das bekommen die inzw ganz gut hin. Selbst Kanthal dürfte bei den
>> Temperaturen unter 1 Promille Abweichung haben.
>
> Und du meinst, der Hersteller schreibt die 20ppm/°C aus Jux und Dollerei
> ins Datenblatt?

Dann sind's bei deren Legierung halt 5 Promille - würd ich immer noch 
nicht als "deutlich wegdriften" bezeichnen.