mesure de courant "pwm" par shunt

[invite3a1051d7]

Bonjour,
pour mesurer l'intensité d'un courant continu en mesurant la tension au borne d'un shunt je sais faire ! (je m'etonnerai toujour
pour proteger un circuit qui emet un courant continu pulsé (pwm 250HZ) il faut donc moyenner cette tension aux bornes du shunt .
j'imagine un condensateur au bornes du shunt ?
la tension est comparé avec un comparateur lm311
si suis je sur la bonne piste ? quelle serait la valeur du condensateur (le mesure shunt 0,5 ohms l' intensité à limiter environ 1,5 Ampere )
100mA de precision dans la mesure me suffirait .
cordialement
Alain
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[invitee05a3fcc]

il faut donc moyenner cette tension aux bornes du shunt .

Avec un filtre passe bas .
https://fr.wikipedia.org/wiki/Filtre_passe-bas
la valeur du RC doit être telle que la fréquence de coupure soit 10 fois sous la fréquence du PWM

Une fréquence de coupure trop basse entraine une réactivité plus faible, mais une ondulation plus faible donc une meilleure précision .

[invitee6c3c18d]

je vois un autre souci en fait (quel pessimiste mouhaha..) : une protection en courant de type électronique ne peut-elle pas se déclencher malencontreusement lors d'une éventuelle surintensité Id au démarrage ? (circuit capacitif, moteur ou que sait-je..)

[bobflux]

Si tu veux protéger le MOSFET contre un court-circuit franc en sortie, alors tu peux oublier les filtres.

Tu regardes l'inductance parasite de ton bazar depuis la capa de l'alim (pistes, etc) jusqu'au bornier de sortie. Mettons que c'est 100nH, pourquoi pas.
Comme i = tension/L * temps en cas de tournevis dans le bornier de sortie, ton courant augmente linéairement, et très très vite.
Tu regardes l'énergie maximum que peut encaisser le MOS et son courant max. Tu sais donc de combien de temps tu disposes pour réagir.

Avec un chti comparateur pas cher, et un driver de MOSFET standard, tu auras facilement moins d'une microseconde de temps de réaction : ton MOSFET survit, les doigts dans le nez. Bien sûr il faut stopper le PWM quand ça se produit, parce qu'il survivra pas à un nombre répété de commutations dans un court-circuit...

Bon, tu as protégé le MOSFET, maintenant tu peux protéger la charge aussi, si c'est un moteur coincé, tu as bien le temps de réagir, fais-le donc en soft. Si tu échantillonnes ton courant au bon moment du PWM tu n'as pas besoin de filtre.

Si tu le fais en analogique, garde le comparateur qui protège le MOS, et ajoute un filtre sur ton shunt, avec un autre comparateur. Tu peux même mettre plusieurs filtres et comparateurs pour avoir la courbe de réponse qui va bien, genre permetter 1 seconde à 10A, mais ensuite un courant moyen de seulement 2A, etcetera.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite3a1051d7]

Bonjour,

la valeur du RC doit être telle que la fréquence de coupure soit 10 fois sous la fréquence du PWM

donc frequence de coupure = environ 3 Khz (10 X 255) ---> capa 100 nF R=3,3K ? (puisque F=1/RC))

Si tu échantillonnes ton courant au bon moment du PWM tu n'as pas besoin de filtre

si j'utilise un µP: je peux mesurer la tension aux bornes du shunt des que je commande le FET ?
je peux avec le µP tolerer une surintensité 5 fois plus grandes pendant 1 seconde par exemple ?

et un driver de MOSFET

un driver est necessaire à cette frequence ?

cordialement
Alain

[bobflux]

si j'utilise un µP: je peux mesurer la tension aux bornes du shunt des que je commande le FET ?

La plupart des uC sont capables de synchroniser le PWM et l'ADC. Vérifie dans la doc. En général, il y a un bit dans la config de l'ADC, et le timer qui sert au PWM sert aussi pour synchroniser l'ADC. Ensuite, l'interruption ADC permet au soft de lire la valeur. On met l'acquisition un petit peu après le front "marche" du PWM. Il faut attendre que la valeur soit stabilisée (settling time de l'AOP, etc). Tu récupères une valeur très propre, et sans les bruits de commutation. Ça fonctionne très bien.

je peux avec le µP tolerer une surintensité 5 fois plus grandes pendant 1 seconde par exemple ?

Si tu veux oui, il suffit de le programmer...

Tu peux, par exemple, faire un (ou plusieurs) filtrages IIR sur le courant mesuré et mettre de seuils sur le résultat.
L'avantage est que ça ne rajoute pas de composant et c'est simple à régler (tout en soft, pas de potar, etc).
De plus, le uC détecte que le moteur est bloqué (par exemple) et si tu es chinois, tu économises un switch de fin de course! Ahem...

> un driver est necessaire à cette frequence ?

Ça dépend... Mais si tu veux protéger le MOS contre le bon vieux tournevis qui court-circuite les sorties, il faut le bloquer très vite. Le soft est beaucoup trop lent pour cela: il faut un bon vieux comparateur (mais pas trop lent), suivi d'une latch qui s'assure que tout reste bien bloqué après l'erreur, et un driver ou autre transistor capable de décharger la gate du MOS très, très vite.

Si ton micro est spécialisé PWM/motor control, il aura une entrée "ERROR", voire un comparateur embarqué, qui stoppe le PWM immédiatement en hard et balance une interurption ensuite.

D'un autre côté, si tu es en 12V et que ton shunt fait 0.5 ohm, alors tu limites le courant à 20A, donc tu n'as pas besoin de réagir vite. Sur le montage que j'avais fait, j'avais un shunt de 50 mOhms, et un MOS à faible RdsON, en cas de court-jus le courant passait à environ 800A très vite. Sans la protection, le MOS était mis en orbite...

[invitee05a3fcc]

C'est quoi que tu veux faire ????
- Une mesure de courant ?
- une protection du NMOS en cas de court-jus ?

[bobflux]

Perso je conseille les deux, la mesure de courant protège contre les surchauffes, et la protection du NMOS... protège le NMOS. Et le reste, si le soft "oublie" de détecter l'erreur...

C'est sympa d'avoir une carte qui crame pas quand le soft que tu développes a un bug dedans je trouve!

[Qristoff]

Perso je conseille les deux, la mesure de courant protège contre les surchauffes, et la protection du NMOS... protège le NMOS. Et le reste, si le soft "oublie" de détecter l'erreur...

J'adhère !

un driver est necessaire à cette frequence ?

le driver sert à faire passer ton MOS (ou ton IGBT) le plus rapidement possible de l'état bloqué à passant (et lycée de Versaille) pour éviter qu'il chauffe pendant cette transition. Le phénomène augmente avec la fréquence parce que les transitions sont plus fréquentes par seconde, mais le problème reste là, même à basse fréquence.

Rien n'interdit de mettre deux circuits en parallèle, un rapide pour la protection à base de comparateur et un second à base d'ADC pour une mesure "fine" du courant en version filtrée pour de la régulation ou autre.

[invite3a1051d7]

Bonjour,

C'est quoi que tu veux faire ????
- Une mesure de courant ?
- une protection du NMOS en cas de court-jus ?

la protection du NMOS en cas de cc
cordialement
Alain

[invitee05a3fcc]

Tu as la solution classique de transformer ton NMOS en générateur de courant si ça dépasse :

En cas de court-jus, c'est le NMOS qui dissipe la puissance (sans exploser) et, en fonction du radiateur, tu as le temps de prendre des décisions
- Le court-jus disparait , OK, no problemo
- La température du radiateur monte au dessus de X degrès . Tu coupes le PWM (par hard ou par soft) pendant Y secondes

[invite3a1051d7]

message bien reçu

merci

[invite3a1051d7]

message bien reçu
merci
la resistance de 1K est elle critique , mon circuit actuelle est équipé d'une 100 ohms ?

[invitee05a3fcc]

la resistance de 1K est elle critique ,

Oui et non ....
Quand le NPN devient conducteur, il tire la grille au 0V . Hors il y a 5V sur le PWM.
Le courant consommé sur la source PWM est donc de 5/R
- Si R=1K , courant de 5mA
- Si R=100 , courant de 50mA

Combien peut sortir ta source PWM sans mourru ?

[Qristoff]

Salut Daudet,
Pour une commande PWM, il y a plus "élégant". Généralement, le signal PWM provient d'une bascule que l'on "set" et "reset" au rythme du PWM. On utilise un comparateur sur le shunt et on vient "reseter" la bascule jusqu'au prochain "set" de la bascule. Ce qui permet de laisser "souffler" le MOS entre chaque période PWM. On peut ensuite compter le nombre de "reset" lié à la détection de courant pour décider de l'arrêt complet.

[invitee05a3fcc]

on vient "reseter" la bascule jusqu'au prochain "set" de la bascule.

Oui, je crois qu'il y a des circuits intégrés qui font ça. Mais je crois que le problème de notre ami alainav1, c'est un replâtrage sur un montage existant

[Qristoff]

Si il veut replâtrer, il peut venir à la maison..

[invite3a1051d7]

c'est un replâtrage sur un montage existant

je veux bien tout demolir !!!
la fondation c'est le pwm est emis par un pic

Si il veut replâtrer, il peut venir à la maison..

je suis encore plus mauvais en platre qu'en électroniue !! (oui c'est possible !)

[Qristoff]

non, on veut pas tout démolir.
Sur certain pic (de mémoire..) il y a un comparateur intégré pour justement remettre à zéro la commande PWM. Il faut "fouiner" dans les datasheet des modèles mais c'est justement fait "pour".

ps: donc, je ne peux pas compter sur toi pour le replâtrage, dommage