12. Měření proudu, rušení a ochrany
Čím měřit proud
| způsob | výhoda | nevýhoda |
|---|---|---|
| bočník (odpor v cestě) | přesný, levný, rychlý | topí (I²R), není galvanicky oddělený |
| Hallovo čidlo | galvanicky oddělené, netopí | dražší, pomalejší, teplotní drift |
| RDS(on) spínače | zdarma | velmi nepřesné (odpor se mění s teplotou o desítky %) |
Kde bočník umístit je vlastní rozhodnutí. V dolní větvi (mezi source a zemí) se měří snadno, ale neuvidíš proud během volnoběhu. V sérii s motorem uvidíš všechno, ale měříš na plovoucím potenciálu a potřebuješ rozdílový zesilovač.
Kdy vzorkovat. Proud se musí číst uprostřed sepnutého intervalu,
ne kdykoliv — hned po sepnutí je na signálu zákmit od hrany a naměříš nesmysl. Proto mají
mikrokontroléry pro pohony ADC spouštěné časovačem PWM přesně ve středu pulzu, kde je
mimochodem okamžitý proud shodou okolností roven průměru za periodu.
Rušení: dV/dt je to, co dělá potíže
Když se výstup půlmůstku přehoupne o 24 V za 50 ns, je to 480 V/µs. Každá parazitní kapacita v okolí tím dostane proudový impulz. Projevy jsou známé: resetující se mikrokontrolér, šum v měření proudu, komunikace, která funguje jen se stojícím motorem.
- Blokovací kondenzátory co nejblíž můstku. Smyčka, kterou teče spínaný proud, musí být fyzicky malá — je to anténa.
- Oddělené země. Výkonová zem a signálová zem se spojují v jednom bodě.
- Odpor hradla není nepřítel. Zpomalit spínání o pár desítek nanosekund stojí trochu ztrát, ale často vyřeší rušení. Je to vědomý kompromis, ne chyba.
Ochrany, které musí být
- Nadproudová — rychlá, hardwarová, s vypnutím do jednotek mikrosekund. Softwarová nestíhá: zkrat na výstupu zničí tranzistory dřív, než doběhne přerušení.
- Tepelná — čidlo na chladiči nebo v pouzdře.
- Podpěťová na buzení (UVLO). Když napětí budiče klesne, MOSFET se otevře jen částečně, dostane se do oblasti, kde topí nejvíc (SemiLab, kapitola 11), a shoří. Nedostatečné napájení budiče je nebezpečnější než žádné.
- Brzdný odpor nebo aspoň hlídání napětí sběrnice (kapitola 9).