Elektronengeschweißte Metallband-Widerstände und Dickschichtprodukte beim Einsatz in Kraftfahrzeugen. (Bild: WDI)
Elektronengeschweißte Metallband-Widerstände und Dickschichtprodukte werden bei Anwendungen in Kraftfahrzeugen vorwiegend im Ausgangsblock von DC/DC-Wandlern sowie im Batteriemanagement eingesetzt. Die Grundschaltung sieht so aus, dass diese niederohmigen Strommesswiderstände mit der Last in Reihe geschaltet werden und die Potenzialdifferenz zwischen beiden Enden durch einen IC gemessen wird, um die Menge des Stromflusses zu bestimmen.
Die Leistungsfähigkeit heute verfügbarer ICs hat sich deutlich verbessert; die Schaltungen erkennen immer kleinere Potenzialdifferenzen, wodurch sich die Genauigkeit der Strommessung erhöht. Daher ist es auch bei sehr niedrigen Widerstandswerten möglich, große Ströme über 160 A zu erkennen, bei einem geringeren Energieverbrauch als bei derzeit verwendeten Komponenten.
Niederohmige Widerstände in Dickschichttechnik werden im Siebdruckverfahren hergestellt. Das Widerstandselement und die Elektroden werden dabei auf ein Aluminiumoxidsubstrat gedruckt. Im Allgemeinen liegt der Widerstandsbereich dieser heute verfügbaren Dickschichtprodukte im zweistelligen mΩ-Bereich. Bei den äußerst robust konstruierten elektronenstrahlgeschweißten Metallband-Widerständen werden die verschiedenen Widerstands-Legierungen auf Kupferelektroden geschweißt.
Widerstände mit deutlich unter 1 mΩ
Diese Konstruktion trägt zu besseren Wärmeabführungseigenschaften bei als dies bei Widerständen in Dickschichttechnologie der Fall ist. Mit der Elektronenstrahl-Schweißtechnologie und den heute verfügbaren Legierungen lassen sich Widerstände mit Werten von deutlich unter 1 mΩ herstellen. Dieser Wert liegt gegenüber dem von Dickschichtprodukten um einiges niedriger. Auch die Wärmeabführung ist besser als die von Dickschichtprodukten. Der Vorteil, der sich daraus ergibt, sind viel kleinere und zuverlässigere Designs.
Metallstreifen-Widerstände bieten somit eine höhere Leistung und einen präziseren Widerstands-Temperaturkoeffizienten im Vergleich zu Dickschichtwiderständen. Da sich elektronenstrahlgeschweißte Metallband-Widerstände mit viel niedrigeren Widerstandswerten als die Dickschichtprodukte fertigen lassen, können sie zudem die Funktionsfähigkeiten der neuesten ICs, mit denen heutzutage selbst sehr geringe Potenzialdifferenzen messbar sind, voll nutzen.
Falko Ladiges
(ah)
