EO_448

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59 - ELETTRONICA OGGI 448 - SETTEMBRE 2015
A prima vista, la topologia da utilizzare per il rilevamento della
corrente appare molto semplice. Come visibile in figura 1, un
resistore viene posto in serie con ciascun avvolgimento del
motore e la corrente ai capi del resistore viene rilevata e mon-
itorata dal controllore del motore. Questo resistore è spesso
denominato “shunt”, ma si tratta di una denominazione errata
in quanto esso è posto in serie con l’avvolgimento e non es-
egue nessuna operazione di messa in parallelo (shunting) del
flusso di corrente.
Il valore del resistore è solitamente scelto in modo tale la mas-
sima tensione ai suoi capi sia pari all’incirca a 1V, a secon-
do del valore della corrente e della tensione (voltage rail) del
circuito di rilevamento, che spesso non è lo stesso di quello
della tensione fornita al motore. In linea generale, i valori del
resistore di rilevamento sono molto inferiori a 1 Ohm al fine
di minimizzare la caduta di tensione, ridurre la dissipazione
nel resistore, diminuire la potenza dissipata e non influenzare
la stabilità dell’anello. Poiché il resistore è nell’anello di ret-
roazione del controllo del motore ma è distinto dalla resisten-
za intrinseca degli avvolgimenti del motore, può influenzare
stabilità e dinamica dell’anello. Mediante calcoli elementari è
possibile dimostrare che per correnti del motore di maggio-
re intensità, è necessario ridurre il più possibile il valore del
resistore al fine di minimizzare la caduta di tensione ai capi
del resistore stesso, un el-
emento particolarmente
critico nei progetti dove
sono previste tensioni di
alimentazione di valore ri-
dotto.
Sebbene la scelta del re-
sistore, basata sulla nota
equazione V = I x R, pos-
sa sembrare semplice, in
realtà non lo è affatto. Gli
elementi da prendere in
considerazione sono molti e spesso in conflitto tra di loro. Tra
questi si possono segnalare i seguenti:
• Valore del resistore: i resistori con valore di resistenza infe-
riore permettono di minimizzare le perdite e l’impatto sulle
prestazioni dell’anello. Per contro, essi producono valori di
tensione più bassi, quindi più difficili da rilevare con preci-
sione, specialmente in ambienti rumorosi. Di conseguenza,
la richiesta di tensioni di maggior valore ai capi del resistore
di rilevamento è in conflitto con il fatto che si tende a prefer-
ire resistori con valori di resistenza più ridotti. In presenza
di correnti di elevata intensità il valore della resistenza è in-
feriore al milliOhm
• Potenza nominale del resistore: sebbene il valore della
resistenza sia tipicamente inferiore a 1 Ohm, nel resistore
possono scorrere correnti elevate, per cui è necessario
considerare con particolare attenzione la dissipazione di
potenza. Si tenza presente che un resistore da 0,1 Ohm in
cui scorrono 10A dissiperà 10W (che rappresenta un calore
concentrato di una certa entità)
• Coefficiente di temperatura della resistenza: come tutti i
componenti, anche i resistori sono caratterizzati da un co-
efficiente di temperatura. Anche se in questo contesto può
sembrare un fattore trascurabile, non lo è affatto. Spesso
l’area in cui è situato il motore si scalda rapidamente e per
tale motivo il valore della resistenza varia in modo signif-
icativo. In considerazione del livello di precisione di lettu-
ra richiesto e della variazione di temperatura, un evento di
questo tipo può influire negativamente sull’accuratezza di
misura che potrebbe risultare non più accettabile
• Piste del circuito associate: la resistenza delle piste della
scheda PCB e dei giunti di saldatura da/verso il resistore,
anche se può sembrare di entità non rilevante, diventa sig-
nificativa se confrontata con quella del resistore. Quindi il
punto di contatto utilizzato per la connessione del resistore
con le piste e il coefficiente di temperatura di questi elemen-
ti del percorso circuitale influenzeranno le letture sia iniziali
sia sul lungo termine
• Packaging: in presenza di correnti di valore ridotto si pos-
Fig. 1 – Il metodo più semplice per misurare la corrente del motore,
dal punto di vista concettuale, consiste nel misurare la caduta di ten-
sione ai capi di un resistore di rilevamento opportunamente dimen-
sionato posto in serie con il motore (definito a volte impropriamente
resistore shunt)
Fig. 2 – I resistori per il rilevamento possono avere svariate
forme e differenti valori di resistenza, solitamente nel ran-
ge del milliohm per minimizzare le perdite di tensione di
alimentazione verso il carico e la dissipazione imputabile
alle perdite di potenza. Il resistore da
0,0001 Ohm di Vishay/Dale integra un connettore al fine di
semplificare la connessione tra la scheda PCB e il resisto-
re stesso e può gestire una potenza nominale massima di
36W (Fonte: