Preguntas sobre la detección de la corriente del pulso y la conducción de un MOSFET lógico en un circuito

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Esta pregunta es sobre un proyecto personal y está relacionada con mi pregunta anterior pero se centra en diferentes cuestiones o preguntas. Al aumentar la resistencia de derivación de 1 mOhm a 330 mOhm, quería evitar el uso de un amplificador especial como en mi pregunta anterior.

La salida PWM de un uC controlará la corriente de 2A a 6A a través de un cable calefactor y, dado que la resistencia podría cambiar, el valor de la corriente se devolverá aproximadamente al ADC del uC para la regulación, etc. El circuito se soldará en una placa de perfilado.

Para el minimalismo, decidí usar un amplificador operacional de suministro único y una detección de lado bajo para evitar problemas relacionados con el modo común de voltaje.

Para mayor claridad, escribiré las preguntas una por una en detalle:

1-) Este artículo examina el uso del amplificador operacional, Amplificador de diferencia y amplificador de instrumentación para este propósito. Lo primero que entiendo es que si uso un amplificador de diferencia o un amplificador de instrumentación tengo que usar un suministro dividido (o tal vez algunas técnicas de voltaje de referencia que reducirán el rango que en realidad no sé). Como la única opción que me queda es una opción de amplificador operacional, el artículo menciona el siguiente problema para ese caso:

  

Los inconvenientes de la detección del lado bajo son las perturbaciones del sistema.   el potencial de tierra de la carga y la incapacidad para detectar cortocircuitos de carga.   La figura 2 muestra un escenario típico de detección de lado bajo.

Y debajo de Rp o Vp ilustra esto:

Mipreguntaes,enmisolicitud,¿esotambiénseríaunproblema?Quierodecirquepuedovivircon100mAerror.Nopudeencontrarunatopologíadondepuedausarunamplificadordediferenciaúnicaconunsolosuministro.¿Esesoposible?O,¿cómopuedominimizarelerrorintroducidoportierra?

2-)UtilicéLM358comounfiltroactivocongananciaunitariaysigueaotroLM358comounamplificadorconunagananciadedos(paracoincidirconelrangode0a5VdelADC).

VerdeeselvoltajePWMbarridoenRsense;azuleslasalidadelfiltroactivoconLM358yelrojoeslasalidafinal.¿EsapropiadoelLM358paraestaaplicación?¿Ylaresistenciadederivaciónde0,33ohmioseslosuficientementealta?

3-)¿Básicamente,lapreguntaessinecesitouncontroladordepuertaparaesteMOSFET(porproblemasdedisipacióndeenergía)?Deacuerdoconla hoja de datos este es un MOSFET lógico. Pero aún así, en mi pregunta anterior, algunos me dijeron que todavía necesitaba un controlador, ya que el MOSFET tiene una capacidad que generará una corriente excesiva.

Pero uno de los comentaristas me dijo que necesito un controlador especial como éste . Pero el resto no lo encontró como un problema. Así que estoy confundido cómo manejar este MOSFET correctamente. Aquí está lo que LTspice muestra la potencia del MOSFET en% 95 PWM:

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pregunta user1234

2 respuestas

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1) en mi solicitud, ¿eso también sería un problema?

Tal vez sí, tal vez no. Si desea una buena precisión, puede utilizar este enfoque, pero debe tener mucho cuidado al enrutar sus señales. Si realiza su conexión de alimentación justo al lado del final de retorno de su carga, y también coloca la conexión a tierra de su resistencia sensorial muy cerca de ese punto, debería estar bien. 6 amperios (según los estándares de hobby) es una corriente bastante fuerte, pero no es indignante.

2a) ¿Es LM358 adecuado para esta aplicación?

Sí, y es una buena opción siempre y cuando uses amplificadores operacionales baratos y fácilmente disponibles. Su configuración de entrada permite entradas hasta el suelo, y eso es importante en este circuito. Simplemente no hay muchos amplificadores operacionales de esta generación que hagan el trabajo.

2b) ¿Y la resistencia de derivación de 0,33 ohmios es lo suficientemente alta?

En realidad, .33 es probablemente un poco demasiado grande. Como mencioné en su pregunta anterior, a 1 mohm 6 amperios produce 6 mV, lo que no afecta apreciablemente al MOSFET. A 0,33 ohmios, la corriente máxima en corriente es de aproximadamente 2 voltios, como reconocerá. La cosa es que, asumiendo que está utilizando una MCU de 3.3 voltios para proporcionar su PWM, suponiendo que 3 voltios para la salida a la compuerta del FET significa que el voltaje de la fuente de la puerta es de solo 1 voltio cuando está encendido. Este es el voltaje de activación nominal para su FET (Vgs (th), o el umbral de voltaje de activación de la fuente de la puerta - búsquelo en su hoja de datos), y el umbral generalmente se establece a una corriente muy baja, como 250 uA o 1 mA. Así que necesitas más voltaje para impulsar el FET para manejar 6 amperios. Si deja caer la resistencia de detección, tendrá menos voltaje de detección, lo que le dará más margen de tensión de compuerta, pero también necesitará más ganancia en su circuito de acondicionamiento, y el circuito será más sensible a las resistencias parásitas en el camino a tierra.

Esto conduce a

3) ¿Necesito un controlador de puerta para este MOSFET (por problemas de disipación de energía)?

Bueno, si le das suficiente voltaje a la compuerta, supongo que estarás bien en términos de disipación. Pero un conductor es una muy buena idea, especialmente si mantiene la resistencia sensorial a 0,33 ohmios. Como, una muy, muy buena idea. Si está utilizando una MCU de 5 voltios, supongo que no necesita un controlador.

    
respondido por el WhatRoughBeast
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1) intente mantener el opamp que detecta la resistencia cerca de esa resistencia. Apague todos los circuitos a 0 voltios desde la parte inferior de esa resistencia, es decir, utilice técnicas de señalamiento de estrellas donde pueda.

2) puede utilizar un resistor de valor más bajo con más ganancia en la segunda etapa de la fase operativa, por supuesto. Ir a más de 3.3 ohmios puede significar que comienza a arder o se calienta demasiado. No baje demasiado o los errores de voltaje de compensación de entrada del LM358 comenzarán a ser significativos.

3) si solo está ejecutando a unos pocos kHz máx., es poco probable que necesite un controlador específico para el mosfet, pero revise la hoja de datos y mire la corriente de drenaje contra el voltaje DS para varios niveles de compuerta. Esto le dirá si su nivel de unidad de puerta es lo suficientemente alto. Los controladores de puerta específicos tienden a ser necesarios en los cientos de kHz para cargar y descargar la capacidad de la puerta lo suficientemente rápido.

    
respondido por el Andy aka

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