Půlmůstek a proč proud nejde zastavit — BridgeLab

Tohle je statická kopie kapitoly pro vyhledávače. Interaktivní verze má animované obrázky, kontrolní otázky a tlačítka, která příklad načtou do kalkulačky.

3. Půlmůstek a proč proud nejde zastavit

Nejmenší použitelná jednotka výkonové elektroniky: dva spínače v řadě mezi plusem sběrnice a zemí, výstup je mezi nimi. Horní sepne → výstup na plus. Dolní sepne → výstup na zem.

Nikdy oba naráz. To by spojilo plus se zemí přes dva tranzistory a proud by omezil jen jejich odpor v sepnutí — desítky miliohmů, tedy stovky ampér. O tom je další kapitola.

Ta zásadní otázka: co dělá proud, když oba rozepnou?

V odporové zátěži nic — proud prostě ustane. V indukční zátěži to nejde: cívka se změně proudu brání a vyrobí libovolně vysoké napětí, jen aby proud udržela. Když mu nedáš kudy, prorazí si cestu sama — přes spínač, který tím zničí.

Proto musí každý půlmůstek mít volnoběžnou cestu. U MOSFETu ji dostaneš zadarmo: je to jeho body dioda, parazitní dioda ze source do drainu, kterou tam nikdo nechtěl, ale plyne ze struktury součástky (viz SemiLab, kapitola 11).

Půlmůstek s indukční zátěží. Když rozepnou oba spínače, proud motoru pokračuje přes body diodu toho druhého — jinak by si prorazil cestu sám.

Volnoběh vs. brzda — dvě různé věci

stav	co dělá	proud motoru
volnoběh (oba rozepnuté)	proud dozní přes diody do sběrnice	rychle klesne k nule
brzda (dolní sepnutý)	motor je zkratovaný sám na sebe	koluje a brzdí

Rozdíl je zásadní: volnoběh nechá stroj dojet setrvačností, brzda ho aktivně zastavuje, protože indukované napětí žene proud proti pohybu. Zkusit si to jde na obrázku v kapitole 4.

Synchronní usměrňování. Body dioda má úbytek asi 0,9 V, což při 10 A dělá 9 W. Když se místo ní na tu chvíli sepne kanál MOSFETu, je tam jen I·R_DS(on) = 0,2 V, tedy 2 W. Tomu se říká synchronní usměrňování a je to důvod, proč moderní měniče spínají i „zbytečně". Cena: musí se to načasovat, a mezi tím vzniká mrtvý čas.