Estoy buscando algunos circuitos integrados de medición de corriente y encontré el ACS712, pero lo que no puedo entender es cómo los pines aparentemente pequeños pueden manejar la corriente de 20 A ya que las calculadoras de ancho de traza dicen que necesito una traza de casi una pulgada de espesor para manejar la misma corriente. 
Las calculadoras de trazas de PCB se basan en suposiciones básicas:
Para muchas aplicaciones, el factor limitante sería la resistencia de la traza y cuánta caída de tensión es aceptable. En otras aplicaciones, el aumento de temperatura de la placa de circuito impreso influirá en la potencia disipada por los componentes. Pero si estos factores no son críticos, es posible utilizar trazas más finas.
Pero en un CI ninguno de esos supuestos se cumple realmente:
Las principales limitaciones para la corriente en un CI serían:
En este CI en concreto, está claro que las trazas de alimentación ni siquiera entran en contacto con el propio CI, es decir, no hay cables de enlace asociados a ellas. Se basa en un puente metálico delgado y corto que forma parte del paquete para producir un campo magnético que interactúa con el sensor Hall dentro del CI. Especifica que la resistencia total de ese puente (incluidas las propias patillas) debe ser inferior a 1,5 m.
Eso significa que a 30 A el CI disipará menos de 1,4 W, lo que, montado como se especifica en la hoja de datos, implica un aumento de temperatura inferior a 32 °C por encima de la temperatura ambiente (mucho menos que la especificación máxima de 80 °C). Reducir la temperatura del CI parece ser más una cuestión de mantener la precisión que de ocuparse de la disipación de potencia.
También hay que tener en cuenta que la ficha técnica exige cierta superficie de disipación. Proporcionando 1500mm^2 de cobre de 2oz para disipación, el aumento de temperatura se reduce a sólo 7°C. Esta superficie podría obtenerse fácilmente con las gruesas trazas necesarias en la placa de circuito impreso.
Su pregunta se aplica prácticamente a todos los circuitos integrados y dispositivos de potencia de alta corriente. Está claro que los cables en sí son gruesos hilos de cobre, y la capacidad va mucho más allá de los 20A. Muchos FET de potencia pueden soportar corrientes de impulso de cientos de amperios, por ejemplo.
Proporcionar trazas de PCB para permitir que fluya esta corriente no tiene casi nada que ver con la capacidad del leadframe del dispositivo y los cables de conexión.
Este Vídeo de la AEC mostrar un dispositivo capaz de 100A puede ayudarte. Observa que la cantidad de PCB expuesta a los 100A es muy baja ya que tienen grandes conectores de cobre atornillados/soldados directamente a la PCB cerca del dispositivo. La mayoría de las calculadoras de grosor/anchura de PCB calculan la caída de tensión sobre una longitud lineal con una CSA dada. Si la longitud de la placa de circuito impreso es corta, la caída de tensión es menor, por lo que la potencia disipada es menor.
Este explicación de Allegro también puede ayudarle a entender por qué el conductor de corriente dentro del CI se estrecha para crear el campo magnético necesario.
El principal problema de aumentar el grosor del cobre de la placa de circuito impreso es el coste. Resulta excepcionalmente caro aumentar el grosor de las pistas seleccionadas y, normalmente, también se aumenta el grosor de la placa base para proporcionar resistencia mecánica a los cables de conexión.
Es mucho más barato colocar un marco de cobre en la placa de circuito impreso, que puede ser estampado y SMT o pasante. Véase ici y ici y busca en Google otras opciones.
Para bricolaje de poca cantidad simplemente sueldo un cable a la pista de la placa de circuito impreso, sencillo y eficaz.
Si su objetivo es conseguir 20 A en una placa de circuito impreso, es probable que tenga que diseñarla en consecuencia utilizando capas de cobre más gruesas. Y utilizar capas externas para las trazas. Y tal vez utilizar soldadura de refuerzo en la parte superior de las trazas, ver esto . Muchas casas de PCB ofrecen habitualmente cobre de 4 onzas/pie2 de espesor, y calculadoras le daría un ancho de traza razonable de ~180 mils (~5mm de ancho). Y la traza puede ser incluso menor (hasta 120 mils) si puede permitirse un aumento de temperatura de 20C:
También puedes utilizar trazas en ambos lados de la PCB y coserlas, lo que puede hacer que sólo tengan 1,5 mm de ancho.
Nota: esto es siguiendo el anticuado IPC-2221, PIC-2152 pondría el ancho de pista necesario más cerca de 7.5mm, para las mismas entradas (4oz cobre, 20c temprise etc...)
Esto no responde a la pregunta .., que se refería a la capacidad de los cables del circuito integrado. Las calculadoras de PCB no proporcionan ninguna información al respecto.
La mayor parte de la resistencia de 1,2 m está en el minúsculo bucle de las patillas inferiores para que funcionen los sensores de efecto Hall. El aislamiento de 2,1 kVRMS es el hueco de Epoxy incrustado.
Debe llevar esta corriente, pero no muy lejos.
Así que el resto del bucle de corriente depende de tu diseño.
Por diseño, mantienes el área del bucle de corriente pequeña y corta con el plano de tierra o de potencia o descargas a contactos similares de 1 m y cables pesados, etc.
Generalmente los shunts de corriente de bricolaje dejan caer 50mV como máximo para limitar la disipación de potencia para una resistencia de derivación de potencia que luego utiliza una alta ganancia de voltaje. Este IC sólo cae 24mV por lo que la disipación @20A es sólo 480mW.
También está aislado galvánicamente. Las ventajas son muchas y Allegro se especializa en compensar los efectos no lineales de los sensores Hall con tolerancias de error razonables.
El diablo está en los detalles. Que el sensor pueda medir hasta 20 A no significa que deba hacerlo.
Si utiliza un sensor de este tipo para algún tipo de control y su corriente objetivo es de 20 A, no querrá un sensor que mida sólo hasta 20 A, ya que perderá detalle en la medición. Del mismo modo, no tendría indicación de sobrecorriente.
Normalmente se elige un sensor de 20 A cuando se desea medir/controlar 10-15 A. Esto ayuda a reducir la tensión de corriente en los pines.
Sin embargo, se sorprenderá de la cantidad de corriente que pueden soportar estas clavijas. Si lees la hoja de datos, verás que la resistencia asociada a este bucle es de 1,2mR, lo que supone unas pérdidas de 480mW. Esto es muchísimo y tendría que ser extraído del dispositivo y esto sería a través de las trazas conectadas. Los pines y la conexión asociada pueden sobrevivir 5 veces la corriente nominal también.
Básicamente, hay una diferencia entre ser capaz de medir y ser capaz de medir continuamente. Si quisieras utilizar un dispositivo de este tipo para medir de forma continua, tendrías que proporcionar una gestión térmica adecuada para mantener el chip y las conexiones circundantes dentro de los límites de la hoja de datos.
En cuanto a los rastros. El IPC-2152 indica la anchura que deben tener las pistas para transportar dicha corriente, para una temprise dada.
0.5 Oz -> 60mm de ancho de trazo.
1 oz -> 30mm de ancho.
2 oz -> 17mm de ancho.
3 oz -> 12mm de ancho.
4 oz -> 7.5mm de ancho.
Del mismo modo, esto podría realizarse fuera de multicapa para compartir la corriente de carga
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Tiene que medir la corriente, no transportarla. Es una gran diferencia.
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También tiene que llevar esta corriente, pero no muy lejos. Así que el resto del bucle de corriente depende de tu diseño.
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La respuesta es "apenas" :)