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Sections => Discussion Générale d'Électronique => Discussion démarrée par: Cécile le mai 09, 2019, 09:08:49 am

Titre: compréhension schéma alimentation de laboratoire et amélioration
Posté par: Cécile le mai 09, 2019, 09:08:49 am
Bonjour, j'ai trouvé ce kit d'alimentation il y a quelques temps, et je cherche à en comprendre le fonctionnement, notamment afin de l'améliorer.
Le schéma est à la fin du post.
Je comprends la majorité du schéma, cependant:

- je ne comprends pas comment U3, en envoyant une tension de -0.6V à U2 permet une régulation en courant... Peut on calculer ça?

- Pourquoi autant de composants sont reliés entre R7 et C7 et non pas à la masse, et la mesure de courant (point entre R7 et C7) juste à la broche 2 de U3? es-ce pour compenser la chute la chute de tension provoquée par R7, chute de tension de 1.41V à 3A, ce qui est loin d'être négligeable?

- l'usage d'un comparateur en U3 à la place d'un aop serait utile, ou négligeable?

- je vais devoir faire une mesure de courant (résistance de shunt de 0.01 ohm, plus ampli de mesure de courant) afin de l'afficher sur un écran. Ne serait il pas possible de relier la sortie de cette mesure à la broche 2 de U3, afin d'avoir une limite de courant fonctionnelle, tout en enlevant R7 (et en reliant toutes les autres broches connectées entre R7 et C7 à la masse) ?

- et surtout, Pourquoi DIABLE avoir alimenté des Tl081 avec une tension différentielle de 36+5= 41V alors que ce dernier ne va que jusqu'à 30V ? ? ?

Voilà, je me pose ces question... Je compte modifier cette alimentation, soit rajouter une protection thermique, un mesure du courant et de la tension avec affichage.

Merci Beaucoup!

http://www.radioman33.com/medias/files/notice-de-l-alim-en-anglais.pdf
Titre: Re : compréhension schéma alimentation de laboratoire et amélioration
Posté par: papyblue le mai 09, 2019, 10:17:03 am
En fait c'est très simple:
U2 fait la régulation de tension, son entrée + recoit la consigne.
U3 fonctionne en comparateur, quand le courant mesuré est supérieur à sa consigne il vient descendre la consigne de tension à travers la diode D9.
La diode est nécessaire pour ne pas modifier la régulation de tension quand le courant est inférieur à la consigne.
Ampli op pour U3 ou comparateur, cela n'a pas d'importance d'autant que la vitesse ne doit pas être trop rapide.
C8 transforme U3 en intégrateur pour filter les pointes de courant.
La tension aux bornes de R7 peut être utilisée pour la mesure de courant.
Oui, j'avais déjà fait la remarque à un internaute qui cherchait à augmenter la tension d'entrée, l'utilisation des TL081 est hors spécification.
L'intérêt d'une tension négative est de pouvoir réguler la tension de sortie jusqu'à 0 volt.
Titre: Re : compréhension schéma alimentation de laboratoire et amélioration
Posté par: Cécile le mai 09, 2019, 10:27:22 am
Merci pour la réponse!
Mais du coup, pourquoi ne pas avoir une limite de courant très rapide? Ce serait bien au contraire, non?

Et puis-je retirer R7, en reliant la sortie de ma mesure de courant à moi à U3, et les autres broches à la masse? (voir pièce jointe, avec CS tension de 0 à 1.5V en fonction du courant)

Merci!

Bon je cherche comment rajouter le schéma...
Titre: Re : compréhension schéma alimentation de laboratoire et amélioration
Posté par: Cécile le mai 09, 2019, 10:39:38 am
voilà le schéma, désolée pour le double post!
Titre: Re : compréhension schéma alimentation de laboratoire et amélioration
Posté par: papyblue le mai 09, 2019, 04:45:06 pm
je ne comprends pas ce que vous entendez par "les autres broches".
Vous pouvez tout à fait remplacer le shunt existant par un autre et injecter dans U3 une image du courant qui devra être compatible de la plage d'entrée actuelle.
Supprimer C8 risque de rendre le système instable lors d'une mise sous tension (du montage relié à l'alimentation) par exemple car il y a un appel de courant pour charger les capacités de filtrage.
Titre: Re : compréhension schéma alimentation de laboratoire et amélioration
Posté par: Cécile le mai 09, 2019, 05:58:28 pm
Par les autres broches, j'entends (sur le schéma d'origine) la résistance R4, R6, P1, C4 ect, bref tout les composants qui ne servent pas à la mesure du courant, mais qui sont reliés, non pas à la masse, mais entre R7 et C7...
C8, je le laisse, évidemment, c'est les autres composants (cités au dessus) que je souhaite relier à la masse, je ne sais juste pas si cala va perturber ou non le circuit!
Titre: Re : compréhension schéma alimentation de laboratoire et amélioration
Posté par: Cécile le mai 09, 2019, 06:21:08 pm
Ces broches là:
Titre: Re : compréhension schéma alimentation de laboratoire et amélioration
Posté par: papyblue le mai 09, 2019, 07:15:30 pm
Ceux qui sont reliés à la sortie - doivent le rester.
Titre: Re : compréhension schéma alimentation de laboratoire et amélioration
Posté par: Cécile le mai 09, 2019, 07:39:26 pm
Merci!
Titre: Re : compréhension schéma alimentation de laboratoire et amélioration
Posté par: Yffig le mai 09, 2019, 11:37:02 pm
Bonsoir à vous deux et à Cécile surtout qui pose de très bonnes questions !

Je connais très bien ce kit d'alim, j'en possède 2 MODIFIéES et opérationnelles  :)), le design de base est intéressant (un peu long à expliquer pourquoi, mais j'ai des simulations SPiCE pour ceusses que ça intéresse).

MAIS >:( sur ce kit,  j'ai cramé 3 fois le transistor ballast de puissance => en Court-Circuit !!!!.... et quand ils crament IL YA LA TENSION NON REGULéE en sortie ....!!!!!!! => MAGIC SMOKE sur le montage alimenté.........!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
Pourquoi ?
Je teste toujours une alim... surtout une 30Vx3A= 90W (sic !) avec....des loupiottes soit d'auto 12V, soit halogènes 12v, éventuellement en série pour le 24V, de puissance 20W et 50W.... c'est bien dans les spécifications, pas vrai?
Ben, NON....! Ca pète à tous les coups !

La raison est SIMPLE: la limitation de courant est construite sur un intégrateur qui ne peut pas répondre suffisamment rapidement à un quasi court-circuit (c'est le cas d'une lampe à filament: résistance très faible à froid, forte quand allumée).
Ca donne aux bornes du ballast 30V x N? ampères = Magic Smoke !

La solution est TRES SIMPLE pourtant... un petit BJT NPN (Vbe#0.6v) et une résistance de puissance de quelques 0.1 ohms (ex.: 0.2 ohms donne 3A max) protège complètement le bouzin.

Ci joint le schéma modifié final MAIS j'ai dû réaliser mon propre PCB car l'original craignait grave (cf. les pistes de "masses", il y en a 2, plutôt craignosses), TL081 à 40V ça craint => remplacés par LT1047 (dual amp op) , ajouté des bidouilles pour Volt-Mètre et Ampère-Mètre numériques chinois 5 digits (ils y arrivent quasiment) ! et pas chers.

Yffig

Titre: Re : compréhension schéma alimentation de laboratoire et amélioration
Posté par: Cécile le mai 10, 2019, 07:12:16 am
Alors oui, je veux bien une simulation ltspice!
Sinon, le 2SD1047 donné sur le kit de base ne fait que 100W, il serait possible qu'il grille pour ça (c'est pourquoi j'en ai mis deux :) )
Sinon, le petit npn pour la protection, il s'agit de Q3? il n'est pas si petit, on ne peux pas le remplacer par un BC547? (son collecteur est relié à la sortie de l'aop, il ne doit pas prendre bcp de courant...)
Sinon je ne comprend pas vraiment l'utilité de relier la base de Q1 avec l'emeteur de Q3... les deux tension ne sont pas censées êtres proches?
Parfait pour la résistance, ça tombe bien j'en ai une de 0.2ohm 5W!

Mais si l'intégrateur ne réagi pas assez rapidement pourquoi ne pas mettre un comparateur? Ca ne fera pas tout, mais ce sera mieux non?

Sinon je met en lien mon schéma complet. Le tout est censé être alimenté en 33-36V, par une alimentation industrielle (bcp moins chère que les transfo)
Le tout est encore trop complexe, je vais m'arranger pour désépaissir, mais pour le moment c'est comme ça :)
Merci!
Titre: Re : compréhension schéma alimentation de laboratoire et amélioration
Posté par: Yffig le mai 10, 2019, 09:43:10 am
Bonjour,
Pour les fichiers LTSpice, il faut un peu de temps pour que je regarde s'ils sont à jour et opérationnels. En tout état de cause il te faudra ajouter des modèles de transistors (dans une librairie bjt.lib à créer) et des modèles de diodes et zeners dans diode.lib existante. De plus le LM317 est un subcircuit Spice qu'il faut savoir intégrer dans LTSpice (mais remplacable par une simple voltage source de 10V). Ce LM317 remplace le TL081+Zener 5.1v, cela aurait pu même être un boitier TO92 en pratique pour fournir la référence de 10V. Dis moi si tu sais faire ça avec LTSpice.

Le 2SD1047 d'origine a été remplacé par un 2SC3281, plus costaud mais qui crame quand même, parce que c'est ce que j'avais sous la main et, comme je l'ai écrit, la cause de destruction est le temps de réponse du circuit limiteur de courant original qui est trop lent. Mettre un comparateur, même rapide, j'ai pas essayé (ras le bol de cramer des Power BJT) car la soluçe que je mets en oeuvre est tellement simple et garantie 100%...C'est extrêmement utilisé dans les alims (et même dans les régulateurs tripodes), les amplis audio en classe AB et de très nombreux ampli op. C'est bien Q3 et Rs1 qui agissent en limiteur de courant maximal (#0.65v/Rs1).
Pourquoi ais-je mis un TIP41C, boitier genreTO220, ? alors qu'un TO92 suffirait bien sûr. C'est parce que selon la puissance du BJT tu n'auras pas le même Vbe lorsque Q3 devient conducteur (0.65v est une valeur typique) et selon Rs1, tu n'auras pas le même courant max. C'est à expérimenter selon Rs1, avec 0.2 ohms et un TIP41C sans radiateur j'ai I max =2.7A mesuré.
La base de Q1 n'est pas reliée à l'émetteur de Q3 mais à son collecteur ! et effectivement le VCE de Q3 est faible (environ 2v).
Concernant la partie limiteur de courant réglable original que j'ai reprise... Ce circuit ne transforme pas l'alim en une source de courant de qualité mais permet de limiter à une valeur fixée par l'utilisateur en fonction du montage alimenté.
En pratique, cette partie OSCILLE GRAVE quand elle est active mais elle remplit son rôle, c'est tout ce qu'on lui demande.

Correction : le dual amp op utilisé est un LT1057 (pas 1047 comme indiqué par erreur dans mon précédent message) qui tient 40V, achetés 0.9€ pièce par lot de 5 sur AliExpress. Le TL081 est une daube tout venant, bien utile souvent, et, de surcroit, le modèle Spice fourni par Texas Instrument n'est pas bon !!! Dans mes premières simulations avec TL081 je me suis rendu compte que le courant de repos du modèle TI était trop différent de la datasheet ce qui faisait que le courant dans la diode zener qui fournit le -5.1v était trop faible donc pas de tension suffisamment négative. Et oui... avec un simulateur de LT, vaut mieux utiliser des composants et modèles fournis par LT.
Par ailleurs, j'utilise un transfo 24V rms qui me donne une tension d'entrée non régulée d'environ 32V peak. Avec la tension de -5V (-Vcc des Amp Op) je suis sous les 40V max de la datasheet du LT1057. Tes 36V max en prérégulé paraissent un peu forts.
Yffig
Titre: Re : compréhension schéma alimentation de laboratoire et amélioration
Posté par: Cécile le mai 10, 2019, 01:04:06 pm
c'est vrai que je n'ai pas l'habitude de ltspice... Tant pis :)

Merci pour la protection supplémentaire, je vais essayer !

Sinon, si en mode courant continu elle n'est pas super, je vais peu-être essayer celle là: https://www.ianjohnston.com/index.php/projects/57-project-021-home-built-bench-power-supply
En modifiant quelques composants bien évidemment, je n'ai pas vraiment envie d'utiliser des DAC à 15€ pièce! Et puis je n'ai pas vraiment l'utilité de la pré régulation, surtout à découpage...
En tout cas merci beaucoup pour votre aide!
Bonne journée!
Titre: Re : compréhension schéma alimentation de laboratoire et amélioration
Posté par: Yffig le mai 10, 2019, 11:50:44 pm
Bonsoir,

Pour ce qui concerne les simulations Spice, elles m'ont surtout servi à visualiser le comportement en transitoires (PowerON et Power Off) et la stabilité de la boucle de contrôle de la tension régulée pour éliminer tout risque d'oscillation à l'intérieur de la boucle, totalement indésirable dans une alimentation LINEAIRE.
En ce qui concerne la limitation en courant, elle oscille mais cela n'est pas gênant tant qu'elle limite le courant à la valeur de la consigne , c'est tout ce qu'on lui demande.

J'ai regardé les différents schémas de ton projet....  y'a du beau monde en matière de puces dans la partie mesure de V et I !

=>   ;) 
En particulier le MAX44284 pour mesurer le courant avec un mode commun de 36V en amont
ce qui permet d'éviter d'avoir deux références 0v et donc deux plans de masse séparés sur ton PCB.
..... Ca me rappelle un design de Dave Jones aka EevBlog

=>  :o !!!!!
- Pour la mesure de la tension de sortie, tu mesures la tension de sortie de l'OPA604 au lieu de la tension de sortie régulée...
   >:( Tu as au moins les 2*Vbe du Darlington ballast de différence, non ?

- Ta tension de référence est fournie par le schéma original  TL081+Zener 5.1 V...
  OK, ça marche mais c'est pas vraiment une référence de tension, un simple régulateur 78xx/LM317 fait mieux,
  sans parler d'autres puces à band-gap pas chères. En plus tu as au moins deux régulateurs tripodes positifs dans ton schéma... ;)
   >:(  C'est cette tension qui fixe, après multiplication par l'asservissement de l'OPA 604, la QUALITE de ta tension régulée...

- Tu mets 2 Power BJT en // sans équilibrer leurs caractéristiques Ic(Vbe) par des résistances en série dans leurs émetteurs....
   Ces résistances peuvent être éventuellement réalisées par des pistes en cuivre sur ton PCB
   MAIS elles sont obligatoires pour des BJT... !

- Il y a quelques autres remarques mineures qui pourraient être faites si tu avances dans ton projet ce que je te souhaite sincèrement  8)

 ;) Good luck !

Yffig
 






Titre: Re : compréhension schéma alimentation de laboratoire et amélioration
Posté par: Cécile le mai 11, 2019, 06:37:43 am
Bonjour, pour le MAX44284, je cherchais juste un ampli différentiel, puis sur instructable, je suis tombée là dessus. Ce composant n'est pas très cher, et a de bonnes caractéristiques!
Non, je ne mesure pas la tension de sortie de l'opa604, mais après même la mesure de I. Donc pas de soucis ! :)
oui, pour la tension de référence, je pensais mettre un LM4050, pas cher, plutôt pas mal pour son prix (je trouve), en 5V cependant, donc soit je double sa tension (ne5534), soit je modifie juste les res autour des potentiomètres.

des résistances en série, des 0.2ohm 5w j'imagine?

Si vous avez d'autres remarques je suis preneuse!

Il faut encore que je me décide, j'aimerais vraiment avoir une limitation de courant qui n'oscille pas... Bref je vais continuer mes recherches, probablement faire plusieurs schéma, puis en choisir un.

Sinon, l'alim dans le précédent lien n'a pas un mode en courant contrôlé (c'est un comparateur qui coupe l'étage de puissance d'après ce que j'ai vu), mais elle reste intéressante!

Merci pour votre aide!

Titre: Re : compréhension schéma alimentation de laboratoire et amélioration
Posté par: Yffig le mai 11, 2019, 09:56:14 am
Bonjour,
Le principe de la régulation de tension du montage est :
- de générer une tension de qualité entre 0 et 10v = tension de consigne sur le curseur de RV3
- de l'amplifier en tension (gain de 3x) et en courant (gain du darlington ballast)
- d'asservir la tension de sortie/3 sur la  tension de consigne
Si tu restes sur une référence avec une zener, tu auras:
- un bruit important sur cette référence (elles sont utilisées dans des petits générateurs de bruit large bande pour cela !)
- une dérive en température importante
- et ces défauts seront multipliés par 3x en sortie
Si tu peux avoir une solution LM4050 (elle existe en 10v), prends la (j'ai hésité à utiliser une référence par AD584 car mon PCB était déjà gravé et je suis resté sur un LM317)

Concernant le point de mesure de la tension, sur le schéma que tu donnes avec le MCP3422, tu as en entrée CH2+ de ton ADC un label "Vs" qui se retrouve sur la sortie de U8, pas en sortie régulée...D'où ma suggestion d'une erreur que tu aurais corrigée mais pas sur le schéma fourni...

Pour équilibrer les courants des 2 transistors lorsque l'alim débite un fort courant, les résistances à mettre en série avec chaque émetteur peuvent s'estimer de la manière suivante: les deux tensions Vbe seront d'environ 650 mV pour un courant  qui devrait sensiblement se partager entre les 2 transistors. Les chutes de tension dans ces résistances doivent être de l'ordre de, disons, 150 mV (plus elles seront grandes, meilleur sera le partage mais faut pas pousser le raisonnement trop loin).
150mV pour 3A/2 ce qui te donne 0.1 ohm et 0.225W disssipés => mettre au moins des 1W.
Si tu prends 0.2 ohm, la chute max sera de 300 mV et l'équilibrage encore meilleur mais il faut des résistances de 2W, etc...

Concernant la limitation de courant un peu "musclée" du montage original, c'est une simple précaution pour protéger le montage que tu alimentes, par exemple quand tu es en phase de maquettage sur breadboard. C'est sûr que je ne chargerais pas des Li-On avec cette méthode (dans ce cas il existe des circuits dédiés). Tu pourras remarquer que sur mon schéma, j'avais prévu une résistance R15 en contre réaction sur le comparateur de courant et puis , après essais sans, j'ai laissé tomber,...
Si tu implémentes seulement la modif que je t'ai proposée, tu limiteras le courant max à #3A ce qui protégera ton alim mais pas ton montage...

Autres remarques (mineures ?):
-J'ai viré le NPN Q5 qui ne sert qu'à forcer la sortie à 0V quand le -5v disparaît, mes simulations Spice m'ayant montré qu'il n'était pas nécessaire mais cela peut dépendre de la manière dont tes différentes tensions vont disparaître.
- Tu as laissé le condensateur en // sur la sortie à 10µF (C18). Je suis beaucoup plus radical => 1 000 µF !
Pourquoi ? Parce que ce condensateur joue sur la stabilité de l'asservissement en tension et quand tu vas alimenter un circuit, surtout si ce n'est pas toi qui l'as fait, tu risques fort d'avoir quelques capas sur les circuits alimentés qui augmenteront cette capacité de sortie et tu n'auras rien testé avant. Lors des tests live de l'alim, je la secoue méchamment en branchant en sortie un bon gros 10 000 µF et en vérifiant avec une sonde 10x que la sortie de l'amp op n'oscille pas.
-je ne sais pas ce que tu vas utiliser comme potard de réglage de la tension (RV3 dans ton schéma) mais utilise du matos de qualité (pas des 10 tours "Bourns" fakes from China !) et ajoute une résistance [j'ai mis 10K : la R19] entre le point de connexion du curseur et le 0V. Ca évite que, si d'aventure le curseur ne touche pas la piste du potard, ton alim ne parte dans les choux (l'entrée + de l'asservissement de tension devenant flottante). Ca modifie un peu la linéarité du réglage mais comme tu régles la tension avec le Voltmètre que tu as prévu, pas de souci !

Bon j'ai été un peu long mais quand il faut entrer dans le détail....

Sinon, je ne sais pas si tu maîtrises un peu l'anglais, mais Dave Jones (Eevblog)  a fait une excellente (comme toujours) série:
https://www.youtube.com/watch?v=CIGjActDeoM pour le design d'une alim moins puissante.
Ce type est un peu "ouf" mais c'est un puits de science et de pédagogie pour les bidouilleurs

Et, enfin, une question: Où achètes-tu les circuits un peu exotiques que tu penses utiliser ?

Bon week-end !

Yffig





Titre: Re : compréhension schéma alimentation de laboratoire et amélioration
Posté par: Cécile le mai 11, 2019, 10:56:13 am
Bonjour,
Oui, je compte bien utiliser une référence de tension, peut-être même une Ref02 (5€)

Sur le schéma fourni, la mesure de tension avec U8 est après la régulation, du coup je ne comprends pas le soucis...

J'ai quelques résistances de 0.2ohm 5W, elles me servent dans certains amplis, pour la même raison, ou pour d'autres circuits, pour des emballements thermiques.

le transistor Q5 me sert à couper l'alim si la température dépasse 100°C, donc je le laisse :)

pour la capa de 10uF, oui, je peux la passer à 1000u!

oui, au début j'avais utilisé un """bourns""" mais il est rapidement mort. Ca me donne envie d'en faire une alimentation numérique d'aillleurs, mais chaque chose en son temps.

Pas de soucis pour les détails, les informations ne sont jamais en surplus! Merci!

Oui, j'ai vu cette série (mais pas encore visionnée).

J'achète mes circuits chez farnell, pas de frais de port au dela de 30€ HT, donc ça m'arrange.

Bon Wend!
Titre: Re : compréhension schéma alimentation de laboratoire et amélioration
Posté par: Cécile le mai 11, 2019, 03:18:53 pm
Une dernière question: le schéma de la PSU en lien, elle a une option courant continu, nous sommes d'accords? Car la mesure du courant est reliée à un comparateur, qui envoie sa tension à un transistor qui semble couper l'étage de puissance... Mais dans les caractéristiques, cette psu est donnée avec 'CC'.
https://www.ianjohnston.com/index.php/projects/57-project-021-home-built-bench-power-supply

désolée de vous prendre du temps, en tout cas merci bcp!

Bon Wend!
Titre: Re : compréhension schéma alimentation de laboratoire et amélioration
Posté par: Yffig le mai 11, 2019, 09:36:01 pm
Bonsoir Cécile,
C'est pas clair ton message....
Tu parles de "courant continu", de "couper l'étage de puissance", de" PSU donnée avec CC" ?
Dans une alim dite CC en anglais, CC veut dire Constant Current, tout comme CV = Constant Voltage.
Selon moi, mais je peux me tromper, en mode CC, tu veux que, quelque soit ta charge, elle absorbe toujours le même courant (courant continu bien sûr). C'est a peu près la même problématique qu'une "charge électronique à courant constant", sujet très bien traité par Bertrand et Dave Jones, réfères-y toi.
C'est, en particulier, une solution pour charger proprement une batterie: d'abord à CC, puis à une certaine valeur de la tension de batterie, passage en mode CV jusqu'à une valeur donnée de la tension.
Pour cela ton alim va faire varier de manière "continue" sa tension de sortie afin de maintenir le courant à la valeur demandée par la consigne. Elle ne coupe pas l'étage de puissance, bien au contraire !
Il me faudra un peu de temps pour essayer d'analyser son schéma (et j'espère ne pas avoir à regarder son code Arduino....
même si je sais coder en ASM ou en C, c'est pas ma passion... je suis un dinosaure de l'analogique, c'est l'âge...)
mais je peux déjà faire 2 remarques:
- Pour 3A, il utilise 3 MJE3055... Il devait en avoir plein dans ses tiroirs ! mais mettons : qui peut le + peut le -
Ses résistances d'équilibrage des courants d'émetteur (0.015 ohms 3 W !) paraissent un peu faibles selon ce que je t'ai présenté dans mon précédent message mais mieux vaut pas beaucoup que pas du tout !)
- Il utilise un ACS712 comme sonde de courant 5A amont versus le MAX44284F que tu as retenu. C'est un excellent choix.
Ce circuit (ou module) est sans doute moins précis que le MAX ( à vérifier) mais surtout il a une bande passante 20 fois supérieure !
(80KHz versus 3 KHz), cela lui donne un temps de réaction beaucoup plus rapide. C'est peut être pour cette raison, et aussi parce qu'il utilise un prérégulateur à découpage et des selfs en série, qu'il n'utilise pas de limitation de courant telle que je te l'ai suggéré.

J'ai juste jeté un oeil rapidement sur son schéma et, à priori, je pense (et j'espère) que cette régulation CC est purement analogique. Il me faudra du temps pour regarder ça de + près, surtout que je viens de recevoir ce matin un nouveau jouet que je suis impatient de tester (cf le fil concernant GPS-DO et FPGA).
Je te propose de procéder à ta propre analyse, tu y découvriras forcément des choses instructives et d'en alimenter ce fil en attendant que j'aie trouvé le temps de m'y mettre, si j'y arrive.

Yffig


Titre: Re : compréhension schéma alimentation de laboratoire et amélioration
Posté par: Cécile le mai 12, 2019, 09:51:33 am
Bonjour,
J'y ai bien jeté un looong coup d'oeil, c'est juste que je ne comprend pas comment il fait pour le CC, même quand je simule cette partie... (avec proteus) La mesure de courant est comparée avec une tension donnée par le uC, et quand cette limite est atteinte, elle a l'air de mettre l'étage de puissance à la masse grâce à un transistor. Il y a probablement quelque chose que je ne comprends pas, donc je vais essayer, réellement cet fois.
oui, il dit qu'il utilise des fonds de tiroirs, d'ou le DAC à 15€! (avec 4 sortie alors qu'il en utilise que 2)
J'avais aussi pensé à l'ACS712, mais le coût devient rapidement assez élevé. Cependant, avec un telle bande passante, je vais probablement revoir mon jugement... ou chercher quelque chose d'autre comme un INA301 (550kHz, de 0 à 36V, tension d'offset ridicule...).

Merci pour votre aide, Je vais fermer le sujet.
J'espère que votre nouveau jouet fonctionnera bien (surtout coté simu)
Bon Week-end!
Titre: Re : compréhension schéma alimentation de laboratoire et amélioration
Posté par: Yffig le mai 12, 2019, 11:06:10 am
Bonjour,
Je te réponds rapidement (je détaillerai dans un nouveau message ce soir).
Je pense que tu te trompes en pensant que le transistor Q11 fonctionne en tout ou rien. Je suis quasi certain qu'il est en régime linéaire quand le mode CC est actif. Son rôle est de régler la tension de sortie pour maintenir le courant à la valeur fixée, il agit comme un diviseur de tension avec la résistance R55.
Par contre si tu est en mode CV, c'est à dire que tant que le courant dans la charge est inférieur à la consigne de courant, il doit être inactif donc bloqué.
Juste un point concernant mon enthousiasme pour le capteur de courant ACS712 ... Effectivement c'est un composant que j'ai évalué sur maquette et qui possède un bande passante généreuse. Mais vu le filtrage qu'il effectue dans la partie CC (C41, C42 , C23, et éventuellement C3), il ne vaut pas mieux que le MAX44284 !.
Plus d'infos à venir...
Yffig
Titre: Re : compréhension schéma alimentation de laboratoire et amélioration
Posté par: Cécile le mai 12, 2019, 01:42:02 pm
Bonjour, le schéma est inspiré du travail de EEVblog, et dans sa première vidéo sur sa uSupply, il dit que le transistor fonctionne en tout ou rien (35:30), mais globalement ça permet au courant de se stabiliser. Mais par contre ça doit osciller, je testerais.
Commander des transistors pour avoir une tension ajustable, ce n'est pas compliqué, pour un courant c'est un peu plus dur mais fesable, par contre le mélange des deux est beaucoup plus complexe...
Merci pour votre aide!
Si j'arrive à faire une alimentation qui fonctionne, je vais probablement en faire plusieurs version (plus ou moins précises/chères, avec les fichiers gerber), si ça intéresse quelqu'un.
Titre: Re : compréhension schéma alimentation de laboratoire et amélioration
Posté par: Yffig le mai 12, 2019, 10:29:40 pm
Bonsoir,
Tout d'abord un mot sur le site où tu as trouvé le schéma (dénommé ci-après "ton schéma"). Très joliment fait, beaucoup de matos mais RIEN sur les principes de fonctionnement des parties CV et CC. De plus c'est du "work in progress" qui date.
Perso, je ne suis pas fana du tout (euphémisme) de ce type d'approche qui relève pour moi plutôt de l'Ego-Show contrairement aux travaux de Bertrand, Dave Jones, Jipihorn, Cyrob qui ont toujours une partie "Comment ça marche ?" et c'est cela, le partage ! ;)
... pas simplement  "t'as vu comme je suis bon et ce que j'ai fait, t'as qu'à copier !" :(
De plus, il a une usine à gaz avec micro contrôleur Arduino, DAC et tout le tintouin, et, mis à part le clavier de saisie, il met des potards pour régler CV (10 tours) et CC (1 tour). Si y a un µ-Controleur et des DACs, moi , j'y mets à coup sûr deux encodeurs rotatifs dont le switch modifie par pression et de manière circulaire la taille du pas de réglage V et I, non ?

Concernant la vidéo de D.Jones avec LT3080, tu ne peux pas considérer que le LT3080 est le bloc Q3,Q4,Q5 & Q6 de ton schéma. C'est bien plus que cela et donc le transistor qu'il met en bas en commande  n'a rien à voir avec le même transistor du kit chinois. Effectivement, il dit "turn on" je crois mais il ne dit pas "saturated". Ce transistor comme Q11 de ton schéma se met à conduire de manière à abaisser la tension de sortie pour limiter le courant à la valeur de la consigne CC comme je te l'ai indiqué ce matin.

Ceci étant, le kit chinois et ton schéma sont fonctionnellement équivalents:
- tu as la partie CV qui asservit la tension de sortie, de manière un peu différente mais la fonctionnalité est bien là,
- tu as la partie CC qui mesure le courant de sortie sous forme de tension, la compare avec la consigne CC et vient modifier la tension de sortie pour que le courant sur la charge soit au max la valeur de CC
Là où elles différent, c'est l'endroit où le signal de comparaison CC agit:
- le kit chinois agit sur l'entrée de l'asservissement de tension en diminuant la tension sur son entrée via une diode
- ton schéma agit sur la sortie de l'asservissement de tension via le transistor Q11 qui" prend la main" sur la tension de sortie en
  mode LINEAIRE, pas en ON/OFF ! C'est aussi le mode utilisé par Dave.
Une différence entre les deux CC est que l'intégration de la sortie du comparateur via C23 de ton schéma ou C8 du schéma original
du kit chinois ont des valeurs très différentes.
Comme le dit Dave, au basculement du comparateur , ça oscille ... Ce qu'il ne faut pas c'est que le niveau de cette oscillation soit tel que la boucle d'asservissement en courant sorte du régime linéaire.
Dans le cas du kit chinois, quand tu atteins la valeur de CC, l'oscillation est élévée (la LED Current_Limit scintille) puis se stabilise si tu forces CC à une valeur un peu inférieure.
Dans ton schéma, tu devrais sans doute avoir un signal en "dent de scie" d'amplitude modérée comme l'indique Dave.
J'ai préféré rester avec un condensateur d'intégration faible, quitte à ce que cela bagotte, vu que la limitation en courant réagissait trop lentement pour éviter que les transistors de puissance ne crament et ajouter une protection globale directement sur ces transistors
Dans le cas de ton schéma, la réactivité de l'asservissement CC doit être plus lente mais plus stable et il est possible qu'une limitation globale de courant soit réalisée dans le prérégulateur et que la self de filtrage L1 et la self du convertisseur L3 jouent un rôle en limitant la vitesse de croissance du courant.

Pour finir, un mot sur R21, Q1 et D3: apparemment cela permet de maintenir la tension VCE des transistors de puissance à environ 3V en asservissant la tension de sortie du prérégulateur.  Intéressant mais quand je vois ses photos: 3*MJE3055 sur un bloc radiateur massif et ventilateur pour 3 petits Ampères... soit 9W, à moins que j'aie raté quelque chose, ça relève du syndrome "C'est qui qu'à la plus maousse ?" Mais j'ai cru comprendre que tu ne voulais pas de pré-régulation donc dans ton cas... ça va être "chaud" (j'ai vu que tu as prévu un shut-down à 100°).

J'en ai terminé avec l'analyse que je peux te faire partager, et, pour ma part, je suis très satisfait de ma plutôt simple alim double 0-30V/3A max basée sur le kit chinois que j'utilise quasi jamais à plus de 2A et vers 5/12/18v. Je pourrais joindre des photos mais ce ne serait pas cohérent avec le préambule de ce message ;).

Il te reste à choisir TA solution, la maquetter ? (pas sur un breadboard ! tu devras alors faire un PCB prototype avec les règles de l'art en matière de plan de masse et de largeurs de pistes), sans doute simuler avant en extrayant du schéma les parties pertinentes. Comme je vois que tu maîtrises pas mal d'outils pour cela, VAS-Y ! ;)

"Si ça marche pas comme tu le crois dès le premier coup, tu apprendras plus que si tu t'es sûr que ça va marcher et que t'es le meilleur"
= maxime inspirée par Dave et vérifiée par ma propre expérience.

"Je ne fais de projet que si ça m'amuse" = quasi citation de Bertrand dans un Live et que je partage.
Perso, je crains que la série FPGA ne s'arrête maintenant au vu de sa dernière vidéo...
En tout cas, MERCI BERTRAND "(no pun intended" pour les français qui connaissent la série TV) pour le partage de ces 7 épisodes :-* et pour bien d'autres aussi.

Bravo à Cécile pour toutes ses questions.

Yffig




Titre: Re : compréhension schéma alimentation de laboratoire et amélioration
Posté par: Cécile le mai 13, 2019, 10:51:31 am
Bonjour,
Tout d'abord merci pour cette longue mais très intéressante explication!
Je suis parfaitement d'accord pour les encodeurs, c'est d'ailleurs la seule raison pour laquelle je voulais contrôler mon alimentation avec un uC.
Oui, je vais probablement simuler un maximum de choses, puis, comme Spice lies, les tester; après tout, c'est 2€ les 10pcb, non? ;)
En tout cas, je pense faire plusieurs versions (bas coût, encodeurs, pas d'encodeurs, pré régulation ou pas) et si ça marche, les partager.

Ce serait dommage pour la série des FPGA, effectivement, le fréquencemètre était impressionnant, d'autres exemples aurait été les bienvenus! Mais bon, peut-être un épisode 8?

Merci pour votre aide, et bonne semaine!

Titre: Re : compréhension schéma alimentation de laboratoire et amélioration
Posté par: Cécile le mai 13, 2019, 05:22:36 pm
Bon cyrob vient de faire une vidéo sur cette alimentation... :)
Titre: Re : compréhension schéma alimentation de laboratoire et amélioration
Posté par: Yffig le mai 13, 2019, 07:11:30 pm
Bonsoir,
Je viens de la regarder. Comme d'habitude, Philippe est pertinent sur l'analyse du schéma, sauf sur le rôle de Q1 mais c'est pas bien grave.
Par contre c'est pas un banc d'essai et c'est là que ça craint... J'espère qu'un utilisateur averti et inscrit YT (toi?) mettra un énorme Warning.
Perso, je refuse de m'inscrire sur tout site qui me piste jusque dans mes mails... Ca vaut pour les YT, FB, Tw, GMail etc....
Je vais voir si je peux lui envoyer un mail pour l'alerter et si je ne peux pas, es tu inscrite sur YT pour le faire ?(simplement en le renvoyant au fil de nos échanges).
Bonne soirée
Titre: Re : compréhension schéma alimentation de laboratoire et amélioration
Posté par: Yffig le mai 14, 2019, 12:25:28 am
Re-bonsoir,
J'avoue que cette concomitance  ;) me donne envie de suivre ce feuilleton.... :
J'ai envoyé un mail à info@cyrob.org, j'espère pour les "gogos"qu'il va le lire et réagir.

Le TOUT PREMIER commentaire posté est éloquent: il y a un gusse qui raconte ses mésaventures: 3 MOSFets (sic..c'est des BJTs, pas grave) cramés successivement. Il y a 5 réponses dont celle de Philippe qui répond sur la forme (MosFet vs BJT) mais pas sur le fond. Normal, il a pas eu le truc en main et sa vidéo est "Analyse de Schéma", pas "J'ai testé pour vous".
Puis les commentaires semblent émaner de personnes qui n'ont pas (ou pas encore) ce kit (j'ai lu les 30 disponibles à cette heure).

Par curiosité, je vais sur la page du lien BangGood qu'il propose
- Photos du kit = pas de doute, c'est bien le même que les 2 que j'ai achetés il y a ~ 3ans,
- Lien doc pdf = celui que tu as joint et que j'ai eu aussi à l'époque, il y en avait d'autres sur le net refaits à partir de l'original.
- Commentaires BangGood : 9 négatifs sur 1229, 1200 neutres, satisfaits ou très contents, WOW !.
- ET SURTOUT un Teaser Vidéo de 17 minutes 35 ......!!! en langue russe...mais bon, les images (non montées) peuvent parler
  @ 10:56, il montre sa loupiotte halogène 12v, puissance annoncée en russe... mais disons 20W
  ah ah.... Que va-t-il se passer ?   =>  RIEN ! Tout est nickel ! La loupiote est FULL BRIGHTNESS sous 12v.
  Imagine bien que je pouvais commencer à douter mais comme il y a un autre pingouin qui a eu les mêmes mésaventures que moi,
  je rembobine le teaser et je regarde la méthodologie de test...
=> Pour réussir à NE PAS CRAMER l'alim ET AUSSI son "montage= loupiote halogéne" il utilise la séquence suivante:
1/ Loupiote OUT:
   - 1.1/ Réglage de l'alim à CV=12V, CC=mis au minimum soit ~0 A,
   -1.2 / Mise Power Off
2/ Loupiote IN:
   - 2.1/ Mise Power ON : Donc, il part à CC ~0 A, y pas de danger , CV voudrait fournir 12v mais CC lui interdit => Vout ~0v
   - 2.2/ Il augmente progressivement CC, donc il chauffe progressivement le filament, donc rien ne peut cramer, la résistance du
     filament augmente progressivement, idem pour Vout = R filament*CC (faible) < CV.
   - 2/3 L'augmentation de CC finit par atteindre la valeur telle que CV peut contrôler la tension de sortie car R filament *CC > CV
Tout se passe bien et pour cause, la méthodologie de test ....

Je passe sur la séquence test sortie en court-circuit avec ses pinces brucelles... avec Vout = 30v et CC qq 0.1A, je peux moi aussi faire des étincelles...
Désolé pour notre ami russe qui s'est donné tant de mal pour nous vendre cette daube si facile à corriger et qui n'a eu que qq points BangGood comme récompense...

=> Conclusion:
Si on ne  peut pas brancher sur une alim de labo ce qu'on veut quand on veut sans que ça nous pète à la g..., c'est que c'est PAS une alim de labo, c'est au mieux une alim dédiée, à moins de SYSTéMATIQUEMENT l'allumer avec CC = 0 A ce que sait faire un robot, un µ-Crontrôleur, mais pas un bidouilleur sur son établi.

PS: ;) Pour la concomitance, je te soupçonne d'avoir soumis à Philippe ce schéma en même temps que sur le forum de Bertrand.... Normal  de lancer des appâts quand on est à la pêche  !

Yffig



 



 
 
 

Titre: Re : compréhension schéma alimentation de laboratoire et amélioration
Posté par: Cécile le mai 14, 2019, 09:39:27 am
Bonjour, alors non, je n'ai pas envoyé le schéma à Cyrob! Ce n'est pas très gentils de faire ça...
Je vais mettre un  commentaire vers cet échange, histoire d'avertir les gens.
Oui, c'est dommage, avec des composants plus adaptés et qquns en plus,on aurait quelque chose de fonctionnel. C'est ce que je compte faire d'ailleurs.
Titre: Re : compréhension schéma alimentation de laboratoire et amélioration
Posté par: Yffig le mai 14, 2019, 10:28:51 am
Bonjour,
J'ai vu ton commentaire sur YT. Merci de l'avoir posté.
Ceux et celles qui l'ignoreront risquent d'en être pour leurs frais...car ce BJT, quand il crame, il fond... et se met donc en court circuit et il y a 30v sur la sortie !
Concernant mes soupçons, ce n'était pas un reproche, au contraire, il est tout à fait prudent de "croiser ses sources" vu le nombre de bullshit que les gens peuvent poster ici et là.
Mais avoue que la coïncidence est troublante, et seul Philippe sait qui lui a adressé le schéma et la demande d'analyse (un autre participant ou simple lecteur du forum de Bertrand peut être, mais ça n'a aucune importance).
Par contre Philippe va un peu vite en négligeant le tout premier commentaire. Le gus est comme moi, il s'est fait avoir 3 fois...

Bonne journée et si je peux encore t'être utile, n'hésite pas mais je ne sais pas tout sur tout.
Titre: Re : compréhension schéma alimentation de laboratoire et amélioration
Posté par: Yffig le mai 16, 2019, 08:01:05 pm
Bonsoir Cécile,
La saga continue. Radioman33 a posté en lien sa réalisation que tu as dû consulter puisque le lien de ton schéma va sur son site.
Perso, je ne l'avais pas consulté et je viens de le faire. Il y a un aspect sur lequel je ne t'avais pas répondu: le ballast 2SD1027.
Effectivement il est très très juste: 100W à 25°C ! et la datasheet ST Micro ne donne pas de "derating" (c.à.d comment la puissance max admissible décroit avec la température de la jonction). Ce qui veut dire que quand le ballast commence à chauffer, il n'est plus capable de dissiper les 90W max annoncés (30v*3A). Il a un test (cf photo) de court circuit à 3.68A dans lequel le ballast se prend un VCE de quasi 26V (quasi, parce qu'à 3.68A, la tension non régulée sur le 3300µF est forcément avec une résiduelle 100Hz qui diminue de qq Volts sa valeur moyenne) et il a bien eu de la chance que son radiateur maousse maintienne sa température assez basse.
Par contre, le petit radiateur + ventilo qui est souvent utilisé avec (cf sa photo,c'est ce que j'ai mis) ça craint plus.
En tout état de cause, il a réalisé qu'il valait mieux mettre deux 2SD1047 en // avec équilibrage: Il a bien fait !! De plus les résistances  d'équilibrage ont un effet bénéfique sur la stabilité en fréquence de la régulation de tension.
Perso, je suis resté avec ce petit radiateur + ventilo mais en montant un 2SC3281: 150w à 25° avec un derating de -1.2W par °C ce qui me laisse de la marge.
Par ailleurs, et Philippe avait fait une vidéo là dessus, rien ne dit que les 2SD1047 sont des vrais 1047, j'ai reçu moi même des fakes BJT venant d'AliExpress (et sur de simples petits To92: MPSA18 en particulier).

Une question: le 13 mai tu écrivais "c'est 2€ les 10pcb, non?". Es-tu sûre ?

Dernier point : il y a des échanges qui, je pense, ne doivent pas polluer ce fil et j'ai posté un message perso sur le forum à ton intention, et j'ai vu ensuite sur le forum que certaines messageries "gratuites" (= c'est toi le produit) ne passaient pas. Peux tu vérifier et me répondre en MP si c'est OK.
Bonne soirée
Yffig