喺電機電控系統入面,最怕嘅就係「過流」。當電機卡死(堵轉)、或者短路嗰陣,電流會瞬間飆升到幾百安培。如果唔喺幾微秒之內切斷電源,MOSFET會即時爆炸,整塊電路板都會燒毀。所以,過流保護功能係每一粒電控MCU或者驅動晶片入面最重要嘅安全機制。
最基礎嘅過流保護係硬體層面嘅。通常會喺MOSFET嘅源極接一粒好細嘅「取樣電阻」。當電流流過,會產生一個細小嘅電壓降。晶片入面嘅比較器會時刻監視呢個電壓。一旦電壓超過設定嘅閾值(例如代表100A),比較器會立即觸發保護邏輯,強行關閉所有MOSFET嘅輸出。呢種反應係硬體級別嘅,速度快到唔需要經過MCU軟體處理,所以極度可靠。
除咗硬體保護,MCU嘅軟體亦都會做一重保護,叫做「軟體過流保護」。MCU會透過ADC(模擬數位轉換器)持續讀取電流值,進行複雜嘅積分計算。如果發現平均電流持續過高,軟體會判定為負載過重,然後逐步降低輸出扭矩或者報錯停機。呢種方法雖然慢啲,但係可以判斷更多複雜嘅故障情況,例如長時間過載。
有些高階嘅電控模組仲有「逐週期限流」功能。即係話,每一個PWM開關週期,MCU都會去檢查一次電流峰值,一旦超標就立即將當下個週期嘅脈衝關掉。呢樣做可以令輸出電流被精確限制喺安全範圍入面,既保護咗電路,又最大程度咁發揮咗電機嘅性能。所以,過流保護就好比安全氣袋,平時唔覺,但關鍵時刻可以救命。