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Sections => Vos projets et Montages d'Électronique => Discussion démarrée par: Cécile le juin 10, 2019, 08:12:12 am

Titre: Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le juin 10, 2019, 08:12:12 am
Bonjour,
Ayant besoin d'une alimentation de laboratoire, j'ai donc décidé de construire la mienne, en partant du design de la µSupply d'EEvblog, mais avec une plage de tension et de courant courant plus élevée.
Avant toute chose je tiens à  signaler que je suis débutante en électronique, et que ce projet est en cours, et non fini. Je publierais mon avancée sur ce topic, jusqu'à  l'achèvement de ce projet.
Si vous avez des remarques à  faire, mettre en avant des défauts, des améliorations possibles, n'hésitez surtout pas!

Cette alimentation doit répondre à  ces critères principaux:
- CV et CC
- Tension ajustable à  0.10V près, et ce jusqu'a 30V
- Courant ajustable à  0.010A près, et ce jusqu'à  3A
- Utilisation d'encodeurs logiques (alimentation numérique)
- ondulation (sortie) max 0.01% à  30V

Fonctionnent global de l'alimentation :

Feuille 1:

On commence par redresser puis filtrer la tension du transformateur ( passage de 24Vac à  appor. 34Vdc).

Ensuite, nous avons un montage darlington avec deux transistors ballasts mis en parallèle (Q1 et Q3), commandés par les parties "Controlled Voltage" et "Controlled Current". Les transistors Q2 et Q4 servent à  limiter le courant passant au travers des transistors ballast, à  6A. Ils servent à  protéger les transistors ballast, sans plus.

 La partie de régulation de tension est simple: il s'agit d'un amplificateur rail-to-rail  (U1) en montage non inverseur: on lui donne une tension de consigne sur sa broche + de 0 à  3V (DAC V) et il fournit une tension en sortie allant de 0 à  33V, qui commande l'étage de puissance. C'est aussi ici que la tension de sortie est mesurée (V measurement).

 La partie de régulation du courant commence par la mesure du courant, à  l'aide d'une résistance de shunt (R4) et de U3, un amplificateur dédié à  la mesure du courant (gain de 50). La tension en sortie de U3 (image du courant)  est de 0.5 V/A. Cette tension est ajustée par U2A, de 0.5 V/A à  1 V/A (gain ajustable). Cette partie permet aussi d'éliminer la tension d'offset de U3. La tension ainsi obtenue est comparée par U2B à  la tension "DAC A", tension de consigne pour le courant. Si la tension sur la broche + de l'aop devient plus élevée que celle de la broche -, Q6 devient passant, baissant ainsi la tension contrôlant l'étage de puissance, régulant ainsi le courant. Q11 permet de prévenir le µC du passage en courant constant.

Feuille 2:

Afin d'alimenter le µC et quelques autres composants, on commence par utiliser un autre transformateur, pour obtenir 2 tensions: 3.3 et 5V. (en bas à  gauche du schéma)

Une référence de tension de 3.3V faible bruit est là  pour donner une référence au µC pour ses ADC.

Le µC est un STM32F103, le même que sur un sTM32 mini. Ce dernier s'occupe de l'interface utilisateur (encodeurs logiques, écran, ect).

Au milieu à  gauche, nous avons deux séries de 3 filtres (Fc=160hz) du premier ordre: il permettent de passer d'un signal PWM (venant du µC, à  10kHz) à  une tension continue, qui sera la tension de consigne pour la tension et le courant de l'alimentation.

Juste au dessus, nous avons un buzzer. Il permet juste de prévenir l'utilisateur en cas de soucis.

A droite du buzzer, nous avons la protection thermique: il s'agit de deux comparateurs montés en trigger de schmitt inversant, qui permettent d'allumer un ventilateur si besoin s'en faut, voire d'éteindre l'alimentation. le capteur est un classique LM35, mais dans un boitier TO220 (LM35DT).

En haut à  droite, nous retrouvons tout les connecteurs liés au µC: les encodeurs logiques, le bus SPI pour l'écran (encore en TEST), les deux broches BOOT1 et BOOT0, un interrupteur reset, deux interrupteur pour le débogage (ou autre à  voir plus tard), l'oscillateur 8MHz, et le bouton STOP, qui permettras de couper l'alimentation si besoin il y a, que se soit pour des raisons de sécurité, ou le temps de modifier les valeurs (nous avons une tension de 5V, on bloque, on change la consigne à  12V, on remet en marche). Une sorte de ON/OFF rapide.

Voilà , si cette explication est trop sommaire, et que vous désirer en savoir plus, faites-m'en part.
Un routage est à  venir.
Merci à  Yffig pour son aide.

Merci!

Cécile
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: papyblue le juin 10, 2019, 10:07:54 am
Bonjour Cécile,
Bravo pour ce travail et merci pour ce retour détaillé.
Juste deux questions :
- Quel objectif d'ondulation résiduelle vous êtes vous fixé ?
- Quelle fréquence de PWM avez-vous choisie ?
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le juin 10, 2019, 01:15:20 pm
Bonjour, tout d'abord merci !  :)

La fréquence du PWM sera de 10kHz. La fréquence de coupure des filtres de 160hz.

Mon objectif d'ondulation résiduelle, à  vrai dire je n'en ai pas fixée... je dirais 0.01%, soit 0.03V à  30V. Cela me semble largement atteignable.
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le juin 10, 2019, 04:10:50 pm
Bonsoir Cécile,

Bonne idée que de soumettre à  la communauté l'avancement de ton design.

Je veux juste rapidement faire une toute première remarque qui me semble ESSENTIELLE:
Tu fais l'économie de 2 DAC pour la consigne de tension et de courant, soit... mais as tu simulé avec LT Spice et des composants standards (l'ampli op peut être générique et donc parfait) quelle serait la" tête" de ta tension de sortie régulée ?
Je crains (et je peux me tromper car je ne connais pas ce µC et quelle forme de signal il "sort en PWM") que ce soit pas très joli-joli...et surtout inexploitable (= bien pire qu'une alim à  découpage alors que tu veux faire une linéaire !).
Ton PMW 10KHz, si il sort entre 0v et Vref avec un rapport cyclique variable, et un filtre passe bas aussi rudimentaire * gain 10 environ = quelle résiduelle de PWM en sortie ?

Je te laisse simuler cela avec LT Spice, c'est du basique de chez basique.
En plus cela te montrera que ta fréquence de coupure à  -3 dB n'est pas simplement 1/(2*pi*RC ) commun à  tes 3 cellules de filtrage et tu peux aussi inclure facilement la fonction de transfert autour de U1A dans un second temps.

Bonne soirée

Yffig
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le juin 10, 2019, 05:17:46 pm
Re Bonsoir
Erratum: J'ai dégainé un peu vite: mon interrogation concerne non pas l'ondulation résiduelle mais le temps de réponse à  une demande de changement de consigne.
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le juin 10, 2019, 06:34:44 pm
Bonjour,
J'ai donc simulé le filtre du troisième ordre, avec une tension en entrée carrée, de 10kHz, avec un rapport cyclique de 50%. L'ondulation de sortie est de l'ordre de 15µVpp. A la sortie de l'aop, l'amplitude est multipliée par 11; Et en effet, j'observe (approximativement) 160µVpp. En tout cas merci, je ne pensais pas LTspice si simple d'utilisation! :)  Je pense que cette ondulation est négligeable (surtout au vu des 0.01% fixés).

Quand au temps de réponse, il est d'approximativement 40ms, reste à  savoir si cela est trop important ou pas:  pour que ce soit gênant, il faudrait que le nb de changement de consigne dépasse 25 par seconde (1/0.04=25). Soit 1tr/s avec un encodeur logique...

Par contre un problème est apparu:  à  la sortie du filtre, avec un signal carré d'amplitude 3V et rapport cyclique de 50%, je n'ai pas les 1.5V prévus, mais 1.82V... Et j'ignore totalement d'ou viennent les 0.32V en trop. A essayer dans la réalité, donc (breadboard).

Merci pour votre aide, et bonne soirée.
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le juin 11, 2019, 07:27:10 am
Excellent , Cécile !
LT-Spice est un outil génial, gratuit, simple (si, si.. quand on sait s'en servir) et non destructif ;).
Continue à  t'en servir, avance progressivement dans sa maîtrise (tu pourras intégrer des modèles de composants actifs: diodes, BJT divers et variés, des JFet, des sub-circuits de puces (pas de µC cependant), des MOSFETs divers et variés (en mode sub-circuits cependant), et beaucoup beaucoup plus.. Si tu veux, je te communiquerai un tuto en anglais avec des exemples absolument bluffants  ;)

Dans ta simulation tu as "oublié" de mettre toute la circuiterie qui tourne de U1A (j'ai fait exprès de ne pas te le dire afin que ta simulation soit vraiment basique (tu peux et dois aussi réduire les temps de montée/ descente de ton signal PULSE)

Tu aurais pu faire aussi sur la même simulation (.asc) une simulation "AC Analysis" en prenant soin de mettre mieux paramétrer V1 (Click droit sur V1 --> Advanced, Small signal (AC) Analysis, tu mets 1 dans AC Amplitude et tu laisses Phase à  vide). Tu obtiendras instantanément la réponse en fréquence de ton circuit dans le range que tu auras défini.. c'est-y pas beau ?  8)

Un point à  prendre en compte, et tu l'as fait pour la sortie que tu as visualisée,: Mettre des Labels dès la création du circuit, par exemple sur V1 mettre un label PMW car dès que tu vas modifier ton circuit, il va changer les références des noeuds  dans la "netlist" et les points de mesure du graphique ("plot") vont être complètement déplacés.

Concernant ma réaction épidermique à  la vue d'un PWM utilisé en mode "linéaire", je veux encore une fois m'excuser d'avoir réagi si rapidement et m'être trompé de diagnostic (résiduelle de PWM au lieu de temps de réponse). C'est une réaction reptilienne liée à  mon expérience calamiteuse des petites PLL CMOS 4046/HC46 quand on utilise le OU Exclusif en comparateur de phase (c'est du PWM...). En effet, la modélisation théorique de l'asservissement de phase ne tient pas vraiment compte du fait que le comparateur de phase XOR délivre un signal PWM qui ne peut être stabilisé en valeur moyenne constante qu'après un certain temps comme tu l'as constaté toi même. En utilisant un DAC, tu auras aussi un retard à  la commande, en particulier lié à  la transmission série de la consigne vers le DAC. SPi peut être meilleur qu'I²C de ce point de vue. Il y a clairement un compromis à  trouver entre niveau de résiduelle et temps de réponse quand on utilise PWM en régime "linéaire"...

Le pb de tension moyenne différente de Vref/2 que tu décris n'apparaît pas chez moi (je simule uniquement les 3 cellules RC en cascade, ie sans l'ampli op).  Je vais regarder de mon côté avec un Amp Op ce soir et te répondre.

Sinon, j'ai des remarques importantes qui concernent la partie Darlington et je les ferai ce soir.

 ;) Bon réveil à  l'autre côté de l'Atlantique  ;)

Yffig
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le juin 11, 2019, 06:31:21 pm
Bonsoir (de mon côté de l'Atlantique) et Bonjour (de ton côté),

Concernant la valeur moyenne en sortie de filtre qui n'est pas Von/2 (Von est celle définie par ton signal PULSE).... je te laisse y réfléchir toute seule (indice: je t'ai donné sans le savoir la raison au 2° paragraphe de ma précédente réponse).. Si tu calcules à  la main la valeur moyenne de ton signal PWM, tu verras que ce n'est pas Von/2 ! Pas besoin de calcul d'intégrale très compliqué pour la déterminer...
SPICE ne ment jamais... Il fait les calculs que tu lui demandes et les fait avec extrême précision si tu définis correctement le contexte de simulation.

N'oublie pas d'ajouter autour de l'OpAmp tous les condos que tu as mis sur ton schéma (et avec un opAmp réel tel que le LT1057 et de simuler en AC Analysis aussi)

Ensuite, qq points de détail: tu as gardé le produit RC constant mais avec des R*10 et des C/10 par rapport à  ton schéma..., reste cohérente (et utilise plutôt le symbole European Resistor qui est dans le répertoire Misc plutôt que le symbole US de la barre du menu qui est esthétiquement très laid, mais c'est une question de goût). Apparemment tu as essayé plusieurs OpAmp sur le même schéma ( ton OpAmp est numéroté U3... il devrait s'appeler U1...) et tu as donc pris en dernier l'Universal OpAmp2 qui est le bon (perso j'utiliserai ensuite un OpAmp plus réaliste, . le LT1057 par ex qui est un TL082 amélioré).
Dans la définition de ton PULSE, tu as mis Ncycles=0..., tu as de la chance que Spice l'interprète comme un "While True" et arrête la simulation à  la valeur donnée dans TRAN (0.06s dans ton cas). Mets Ncycles à  une valeur cohérente avec la durée de simulation que tu attends, ça te sera utile pour réaliser des simulations un peu plus sophistiquées avec des sources qui se déclenchent à  des instants différents.

Pour ce qui concerne ton darlington ballast, il y a un "TRES GROS LOUP":
-R1 et R5 de 0.1R servent à  équilibrer les courants des 2 ballast TIP41C. Pour 3 A max en sortie, chaque transistor aura donc un courant d'émetteur d'environ 1.5A.
Les tensions sur ces résistances seront alors de ~150mV, ce qui va plutôt bien équilibrer les courants des 2 TIP41C MAIS NE VONT JAMAIS déclencher la protection par les 2N3904 Q2 et Q4 auxquels il faut un Vbe de 600mV pour limiter le courant de sortie à  la valeur LIMITE que tu souhaites, avec 0.1R il ne seront déclenchés que pour ~ 6A par transistor soit 12A !!!!!!=> Tu dois mettre une résistance supplémentaire derrière le point de jonction de R1 et R5 qui sera en // avec la jonction BE d'un 2N3904, je te laisse calculer la valeur de cette résistance et sa dissipation. Sa valeur sera proche de 0.6V/1.8A par ex soit 0.33R mais c'est très dépendant des caractéristiques Ic(Vbe) du 2N3904 que tu utiliseras.. Spice peut te fournir cette courbe à  partir du modèle 2N3904 standard qu'il utilise mais le mieux c'est de la mesurer sur tes 2N3904 à  VCE ~ 1.3v.
- R3 et R7 sont surdimensionnées en valeur et en puissance. Calcule le courant de base des TIP41C à  I out max= 1.5A et ajuste tes valeurs R et W.
- Il manque une résistance "de fuite" entre l'émetteur du driver 2SD882 et le point de jonction R1- R5.
- RAS pour R8
Tu peux facilement simuler cette partie avec Spice: prend comme ballast des 2N3055, en driver un 2N2219A, et un 2N3904 en protection dans la bibliothèque standard, des sources de tension et une résistance de charge. tu auras tout loisir de regarder comment ça "roule": courants, tensions, puissances dissipées, réponses transitoire et en fréquence, etc.

Yffig
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le juin 11, 2019, 06:41:08 pm
J'ai oublié de préciser que Spice ne connaît pas la notion de potentiomètre... Pour le simuler il faut passer par une directive STEP.
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: loulou31 le juin 12, 2019, 04:17:11 am
Bonjour,

Bon courage pour cette initiative de circuit.

Pour l'alimentation auxiliaire de 5 et 3.3V, moi je partirai du 34V avec deux régulateurs série, au lieu de mettre un autre transfo + pont diode + filtrage. Comme le courant va être d'une dizaine de mA dans ces circuits la dissipation dans les régulateurs série sera faible, au pire on peut mettre une résitance en série en amont.

Pour la reference de 3.3v faible bruit je pense que ce n'est pas indispensable dans la mesure où le reference va sortir d'un PWM va avoir un certain bruit résiduel, même après filtrage. A ce propos une constant de temps de 40ms est à  mon avis un peu  élevée, car c'est 40mS à  67% et qu'on arrivera à  la consigne finale qu'après une seconde environ.

Je ne comprends pas pourquoi il y a deux circuits un de regulation de courant et un autre de protection de courant, ces deux fonctions pouvant être réalisées dans le meme circuit . Concernant le circuit de regulation de courant j'ai vu des constantes (R*C) de temps importantes dans la mesure du courant qui font que la regulation va être lente ( c'est peut être pour cela qu'il y a un circuit séparé pour la protection CC).

Attention à  la dissipation dans les ballasts, tu vas avoir plus de 50W en CC dans chaque transitor. Donc prévoir refoidissement suffisant.

Pour la tension à  vide en sortie du transfo tu vas avoir plus de 34V car le transfo est spécifié pour 24V efficace au courant nominal de 3A ce qui veut dire que tu auras à  vide 26 à  28V efficaces soit pas loin de 40V à  vide redressé ce qui peut poser probleme avec les Opamp utilisés.

Pour la mise au point je mettrai un seul ballast et limiterai le courant de  CC  à  quelques centaines de mA avec une valeur de R1 / R5 de quelques ohms  ....on sait jamais.  a noter qu'il faut une résistance de quelques W et non une simple 1/4 W.

Jean-Louis
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le juin 12, 2019, 09:09:22 am
Bonjour,
Yffig:

Je comprend pourquoi je n'obtiens pas Von/2: il y a des temps de montée et descente... Qui sont rognés sur la partie "Toff". Ainsi, si on fait un petit calcul, on retrouve Vout=vin*0.6... Donc Vout =1.8V.  ;)
Sinon, quand je dis Spice lies, ce n'est pas pour dire que spice est mauvais: c'est pour dire qu'il y a toujours une différence entre simulation et réalité. Loin de moi l'idée de dire qu'il est mauvais, surtout vu mon niveau! :)

pour les valeurs R*10 et c/10, c'était un test afin de vérifier qu'il n'y avais aucune différence entre les deux (j'explore un peu), et j'ai oublié de remettre les valeurs de base avant de partager le schéma... Pour U3, j'ai effectivement essayé plusieurs aop. Pour Ncycles, je savais qu'il fallait mettre 0 car Dave Jones avait fait une simulation similaire, et avais mis Ncycles=0 ;)


Pour les résistance R1 et R5: Si j'ai en sortie du transformateur 24*sqrt(2)=34V, avec une chute de tension (transistors, résistance ect) de 0.6*2+0.3+0.12=1.92V... mettre des résistances plus corsées pour rendre les 2N3904 passants pour 1.5A, cela donnerais : 0.6*1.5=0.9Ohm. Mais nous aurions une chute de tension de 0.6*2+2(0.9*1.5)+0.12=4.02V... Sinon, comme dit dans le premier post, cette protection est juste là  pour protéger les BJT, qui peuvent supporter 6A continu et 10A en pic. Je ne sais pas comment faire mieux, là  :/
Et en effet, d'après mon testeur de composant (LCR-T4), mes 2N3904 on une tension Vbe de 0.685V, et non pas 0.6V. Pour une mesure plus fiable, je dois attendre mon nouveau multimètre (ut61e).

"Tu dois mettre une résistance supplémentaire derrière le point de jonction de R1 et R5 qui sera en // avec la jonction BE d'un 2N3904" Je suis désolée, mais je ne comprends pas...

Pour R3 et R7, j'obtiens R=U/I=33/0.1=330Ohm , avec 33V tension maximale,  et I=1.5/15=0.1A (15 est le gain min d'un TIP41C)
Et P=R*I²=330*0.1²=3.3W.

Une résistance "de fuite" a effectivement été oubliée, j'en met une de 1kOhm, à  tester (c'est la valeur sur le kit chinois).

Pour les simulations, j'y travaille.

Jean louis:

Bonjour,
le courant ne seras pas de quelques mA... 50mA (ventilateur), plus l'écran (tft 3.2 pouces), mettons 100mA (je ne l'ai pas encore, je ne peux mesurer), plus la petite bidouille, on arrive à  au moins 200mA. Ce qui nous donne (si on admet que les 0.2A seront sous 5V) 5.8W à  dissiper... ce n'est pas énorme, en effet, mais comme j'ai déjà  de quoi redresser/filtrer ect, je préfère le faire.

La référence de tension sert aussi pour les ADC, donc je préfère en mettre une. Toutefois, je ne sais effectivement pas si il est vraiment important de mettre du 3.3V faible bruit (utile serait un mot plus juste). Sinon, je compte passer à  des DAC à  la place du PWM, des MCP4725.

Pour les deux limites de courant, vous voulez parler de Q2 et Q4, ainsi que le bloc "Controled current & Current measurement"? Q2 et Q4 servent juste à  protéger les BJTs, au cas ou il y aurais une faible impédance en sortie, le bloc "Controled current & Current measurement" agit comme une limitation de courant normale. Et en effet cette partie est lente, je suis en train de chercher  des aop plus rapides (l'ina301 qui mesure le courant a bien 4V/µs, il faut que le reste suive, et le TLV07 n'est pas à  la hauteur avec ses 0.4V/µs), mais aussi à  voir avec les constantes R*C (vous voulez parler du filtre passe bas en sortie de l'INA301, en particulier?).

Oui, j'ai de quoi dissiper toute cette chaleur, d'ou le ventilateur et le gros dissipateur qui sera dessus. En cas de chaleur excessive, l'alimentation sera coupée.

Merci pour les chiffres sur le transfo, je ne pensais pas qu'il monterais si haut... et il faut que je regarde jusqu'où il descend, en charge.

Pour un ballast unique, je vais voir si je trouve un transistor qui puisse prendre autant de W. Que voulez vous dire par " limiterai le courant de  CC  à  quelques centaines de mA"? limiter le courant dans la base du transistor ballast, j'imagine?

En tout cas merci beaucoup pour votre aide à  tout deux, je vais faire des simulation, regarder pas mal de choses, puis poster un nouveau schéma, avec tout les changements nécessaires.

Encore merci et bonne journée!
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le juin 12, 2019, 05:34:13 pm
Bonsoir Cécile,

Bravo ! Tu as vu où était ton erreur , classique celle-ci, il y en a des bien plus corsées :P

Concernant Spice, je dirai qu'il y a beaucoup plus de différence entre ce que l'on pense marcher (dans sa tête) et la simulation obtenue qu'entre la simulation et la réalité... C'est à  ça que sert Spice qui à  l'origine était un outil de conception de circuits intégrés.
Si la réalité diffère de la simulation, c'est que Spice utilise des modèles avec des paramètres multiples (et très multiples...) qui ne seront pas exactement ceux de ton composant mais ils sont suffisamment proches pour que la simulation ait tout son sens.

!! Faut pas copier tout ce que Dave fait !!, il est vraiment trop bon et il sait très bien ce qu'il fait, contrairement à  nous  ;)

Pour la protection "ultime" en courant (ultime voulant dire que sa valeur de courant doit être un peu supérieure au CC max que tu as défini afin de protéger tes transistors avant que CC ne se mette en oeuvre (*) , regarde le schéma joint:  tu n'as besoin que d'un 2N3904 (et tu te rappelles sans doute ta remarque au tout début de ces échanges où j'appelais ce transistor un "petit BJT" alors que j'utilisais un TIP41C... à  cause de la courbe Ic(Vbe) différente selon la taille de ce transistor). Je te fournis deux relevés de ces courbes Ic(Vbe) pour des valeurs de VCE faibles et pour 2 transistors: 2N3904 et TIP41C sortis au hasard de mon stock:
- le 2N3904 a besoin de 0.7v pour dériver 2 mA et 0.75V pour dériver 10 mA et donc quasiment bloquer ton darlington (ce que tu as effectivement mesuré
- le TIP41C se contentera de 0.6V pour dériver 4 mA
Donc selon "la taille du transistor" de protection la résistance R Limit aura une valeur sensiblement différente. Par ex. pour une paire de TIP41C si tu veux une Limite "ultime" à  3A, il te faudra 0.2 ohms dissipant au max 0.6v*3A soit 1.8W (mettre une 5W), avec un 2N3904, il te faudra, toutes choses égales par ailleurs, 0.71V soit 0.71/3A= 2.37 ohms et 2.13W. J'ai pris 3A mais tu peux monter à  3.5A ou 4A comme valeur ultime mais pas 6 ou 10 A même si tu espères que ta limitation CC prendra la main "rapidement". La datasheet ON semi du TIP41C te dit même (fig.5 Safe Operating Area) qu'à  30V de VCE, tu ne dois pas dépasser 2A !!!!! Ca va cramer tout de suite, comme un 2SD1047 de sinistre mémoire...
D'ailleurs tu changes trop souvent de choix pour ce transistor ballast.... Un conseil de vieux schnock, j'ai fait 2 alims il y a 5 ans de +&- 24V/ 6A avec un seul bon vieux 2N3055 ST micro en  boitier TO3 par canal, un TIP41C en Ultime protection avec R limit à  0.1 ohm que j'ai pu court circuiter  allégrement sans "magic smoke". Ces 2N3055 de chez ST se trouvent facilement sur AliExpress ou eBay à  des prix raisonnables. A toi de voir. Si tu les trouve trop chers ou si tu crains que ce ne soient des fakes, je t'en offrirai 2 + 1 spare pour ta réussite au Bac et avec les isolants qui vont avec. Je te le promet mais tu devra faire 4 trous sur ton radiateur...
Ne fais pas une fixette sur la tension non régulée avec un transfo 24V AC, d'abord la tension dépendra du condo de filtrage (4700µ c'est pas mal mais pas pour 3A (tu auras une ondulation résiduelle d'environ 6.4 Vpp) et puis faudra revoir le pont redresseur etc..., n'espère pas trop 30V à  3A, 30V en sortie à  1A serait déjà  bien et 24V à  3A tout à  fait acceptable, sinon change de transfo.

- je vois pas pourquoi tu mets R3 et R7: une bonne pratique courante est de mettre dans la base d'un collecteur commun une PETITE résistance pour empêcher un phénomène de "résistance négative" qui fait osciller le montage mais pas besoin dans le cas d'un darlington (j'ai 1K en série avec la base du driver dans le schéma joint). Tu en veux la preuve ? Télécharge la datasheet des TIP140/141/142: il n'y en a pas ! Par contre il y a des résistances de "fuite". Historiquement avec des transistors au Germanium, la 1ère  résistance servait à  dériver le courant de fuite Icbo (plutôt élévé en Ge) pour éviter qu'il ne soit amplifié par le second transistor. Avec des transistors au Silicium dont l'ICbo est très faible, ces résistances sont toujours là  mais elles servent à  fixer un courant minimal pour le premier transistor (~0.6V/R)  car le gain en courant (dynamique pas continu) dépend linéairement du courant de repos de ce transistor.
Tu calcules, je ne sais pas trop quoi..., avec un gain DC minimum du TIP41C à  15...C'est effectivement ce que dit la datasheet ON page2. Je te fournis ci joint la courbe que j'ai relevée sur un TIP41C ST micro: le gain DC est au moins à  120 pour Ic= 2mA, il est vrai qu'il diminue aux forts courants (cf la datasheet ON fig.8 : à  1.5A tu as encore un gain DC de 60, le gain DC de 15 est la valeur à  6A ....
Je pourrai continuer mes commentaires mais il faut que j'arrête par un DERNIER CONSEIL:
Mets ce projet de côté, Bosse surtout ton BAC et tu y reviendras APRéS.
Je suis certain que tu arriveras à  réaliser la partie analogique.

Bonne soirée et à  plus.

(*):dans sa vidéo sur l'alim MCH-K305D Cyrob, à  partir de 16'30, teste le temps de réaction du CC de l'alim,  il mesure ~100 ms et constate que c'est plutôt une assez bonne valeur comparée à  d'autres...
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le juin 12, 2019, 05:55:36 pm
Erratum: 0.71/3A # 0.24 ohms
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le juin 13, 2019, 02:50:10 pm
Bonsoir Cécile,
En complément à  ma réponse d'hier voici comment s'évalue "à  la louche" l'ondulation Vpp sur le condo de filtrage d'une alim double alternance:
On considère que le condo C se charge "instantanément" à  V(peak) et se décharge à  courant constant I pendant dT = 10 ms.
La charge du condo est Q= C*V et sa décharge suit la loi Q=I*t.
En différenciant les 2 expressions de Q, on obtient dQ = C dV = I dt, d'où dV (perte de tension en V durant 10 ms) = I (en A) * dt (=10 ms) / C (en F)
Pour I = 3A et C= 4700 µF, tu auras 6.383Vpp valeur approximative.

Et comme tu maîtrises suffisamment LTSpice, voici un fichier source (.asc) qui correspond au schéma ci-joint.
Les composants sont en standard dans LTSpice, le condo électrochimique est un modèle Nichicon de 4700µ avec son ESR, les diodes sont des 4A en continu et j'ai ajouté une résistance série de 0.1 pour le câblage et le transfo (un peu faible, à  voir...).
Quand on simule, on obtient une ondulation résiduelle de 4.65V (versus les 6.4V estimés à  la louche).
Tu peux voir que I moyen dans la charge est d'environ 3A.
Il est intéressant de visualiser aussi le courant dans le condo et les diodes....Les valeurs crête sont surprenantes et nombre de  de bidouilleurs n'en n'ont pas conscience. Ce dernier point est pourtant ESSENTIEL et explique la "ronflette" parasite d'une montage audio dont le point de retour ("masse") n'est pas câblé en étoile.

Allez, bon BAC !

Yffig
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: loulou31 le juin 17, 2019, 08:19:17 am
Bonjour Cécile,

Bon BAC, et félicitations car je vois que tu es passionnée, et surtout douée en électronique à  ce que je vois.
Ton projet peut sembler facile :une alim régulée quand on regarde de plus près il y a de la regulation en courant en tension, des protections, du filtrage, de la puissance. C'est un projet complet. Moi je te conseillais de faire fonctionner au début avec des courants limités et un seul ballast pour éviter de voir de la fumée sortir de ton montage à  la première mise sous tension! En fait ça fait aussi partie du métier. Oui attention au câblage car à  la vue des courants elevés dans le redressement, ça peut induire de l'ondulation en function du courant dans la charge....

Jean-Louis
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le juin 25, 2019, 07:38:09 am
Bonjour bonjour!

Voilà  la seconde version de cette alimentation de laboratoire.
Modifications apportées:
FEUILLE 1
- transformateur changé
- le pont de diode a été choisi, il est adapté aux forts courants (d'après la simulation, il convient)
- Les capas de filtrage on été modifiés, on passe de 4700µ à  6x2200µ soit 13200µF (plus ne serait forcément rentable, moins serait trop bruyant)
- L'étage de puissance a été modifié, et simulé (schéma de la simulation en pièce jointe)
- Les aop ont été changés, afin d'avoir de meilleures performances (plus rapides, tension de fonctionnement plus haute, par exemple)
- Le réglage de la tension d'offset pour les aop de régulation de courant / tension est plus adapté.
- un certain nombre de petits connecteurs ont été rajoutés, pour les tests notamment
- le SD882 a été remplcé par un BD139 (c'est un équivalent)
FEUILLE 2
- le PWM a été remplacé par des DAC MCP4725.
- De l'eeprom a été rajoutée (pas forcément utile, c'est surtout si je veux faire des tests, plus tard; pas forcément peuplé sur le pcb, donc)
FEUILLE 3
- Une tension de -3.3V a été ajoutée (pour les aop, réglage de l'offset, bref, c'est très utile)

Ce qui reste à  faire:
- le connecteur pour l'écran est mauvais. Celui que j'utilise requiert 5 + 8 broches, ce qui vas rapidement limiter celles du stm32...
- les broches du stm32 ne sont pas optimisées (pour l'orientation sur le pcb)
- Le choix de U3 est éventuellement à  revoir
- il faudrait limiter la bande passante du INA301A2
- Le nombre de tensions différentes est un peu trop grand à  mon goût, mais chacune est essentielle, donc bon...
- le code est encore à  faire...
- si la charge de l'alimentation est bruyante, quelle sera l'influence sur les mesures?
- essayer d'avoir une mesure tension courant la plus stable possible


Résultat global de la simulation (en pièce jointe)
- Le bruit en sortie est inférieur à  0.001%, à  30V et 3A (cela convient, on est dans le cahier des charges)
- l'augmentation du nombre de capas de filtrage, ainsi que la capacité globale permet à  présent une oscillation de sortie de 1.7Vpp, avec un courant à  l'allumage de 15A dans chacune des capas, puis de 2A (avec une charge de 3A).
- la tension de 36V met 800ms à  s'établir... mais le temps que l'alimentation s'allume (logiciel), ce n'est pas gênant.
- la limitation de courant (Q4 sur la simulation) permet de limiter le courant à  max 3.7A. Par contre, si cette limite de courant est active trop longtemps, elle se met à  osciller... avec une amplitude de 2V environ, et nous avons des pics de courant allant jusqu'à  4A. Elle se met à  osciller en 1.5ms (environ) dans une situation de court circuit (plus le courant à  fournir est élevé, plus le temps avant qu'elle oscille est court). Il serait donc bon que l'autre limitation de courant prenne le relais avant que l'oscillation ne commence... Soit en de l'ordre de 1ms.
- le régulateur de tension (36V) a un bruit de 26mVpp dans le pire des cas (3A de charge, bruit de 1.7Vpp en entrée)
- plus C1 est élevé, plus l'oscillation de sortie est élevée.


Ordre de montage sur le pcb (pour éviter la quantité de casse)
- pont de diode et filtrage, on vérifie la tension de sortie à  vide
- montage du second transformateur, avec toutes ses tensions (5v, 3.3v, -3.3v)
- mise en place de l'étage de puissance, ainsi que de l'aop de régulation de tension, et on applique une tension sur sa broche non inverseuse pour tester le circuit.
- mise en place de la limitation de courant, test.
- montage des deux ref de tension, test
- mise en place des deux DAC, test
- On monte le uC, test.
- on finit avec le reste (connecteurs...)

Réponse à  vos posts, à  présent :)
Yffig:
Je n'ai pas copié ce que Dave a fait, j'ai compris ce qu'il a fait, et je l'ai reproduit (le 0 pour dire tout n'est pas rare, même si j'ai plus l'habitude de voir 9999 dans ce cas).
Vous aviez raison pour le TIP41C pour la limite de courant, j'ai testé les deux et j'ai 5.8A max (avec le 2N3904).
Pour R3 et R4, c'est une très grosse erreur de ma part, j'avais en tête que ces résistances servaient à  limiter le courant passant dans la base des transistors, et qu'ils étaient absolument nécessaires. Il y en avais d'ailleurs, sur le premier topic que j'avais créé (l'autre schéma inspiré d'eevblog), du coup, je pensais avoir raison. D'ailleurs, sur la simulation, à  1A 30V, on ne dépasse pas 100µA à  la base du transistor (le bd139).
Une limite de courant à  100ms? mais c'est nul, non? Enfin, je veux faire mieux que ça, personnellement... C'est d'un lent, 100ms...
Pour l'oscillation de sortie après filtrage, le problème à  l'air réglé. Pour le pont de diode, je pense aussi, du moins, si j'ai bien lu la datasheet, mais normalement, c'est bon.
Le radiateur utilisé sera un amd, donc 4cm d'épaisseur... Impossible de fixer des 2N3055 là  dessus ! En tout cas, merci beaucoup pour la proposition!
Et, merci pour vos conseils!!! :)

Jean louis:

Merci, mais je reçois aussi beaucoup d'aide, d'Yffig, notamment. Et puis, le design de base n'est pas de moi...

Voilà , je pense que c'est tout... J'espère arriver au bout de la partie théorique, il me resteras le routage, puis les tests.

En tout cas, merci pour toute votre aide!

Cécile




Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le juin 26, 2019, 03:44:04 am
Bonjour Cécile !
D'abord on espère tous que tes épreuves du bac se sont bien déroulées.
Je vais répondre rapidement à  ta nouvelle mouture, sans pouvoir être exhaustif (y' a beaucoup à  commenter), je vais donc me contenter de qq remarques initiales à  partir du schéma Simu.png de LTSpice:
-Tu pars de 50V non régulés...Quand tu fais un court circuit (avec un courant limité uniquement par Q4 et R5) tu auras environ 0.6V/0.15= 4A soit environ 200W à  dissiper dans tes 2 TIP41C sur radiateur AMD (? qu'est ce ? quelle taille , quelle résistance thermique ?) et même avec un ventilo...je te garantis que ça ne tiendra pas !
Très généralement tu auras souvent besoin de 5V, 3.3V, voire 12v et un fort courant soit une tension et donc une dissipation de plusieurs dizaines de W dans chaque transistor. Ca va pas le faire...
-Tu parles de bruit...N'est ce pas plutôt de "ripple" dont  il s'agit (en bon français de résiduelle 100 Hz) ?
- Les 100ms de temps de réponse de la partie CC que j'ai évoqués précédemment (en citant l'expérience de Cyrob pour confirmer mes propres tests) ne peuvent pas être mis en évidence par ta simulation puisque la partie CC n'y existe pas. Q4 et R5 ne sont pas une CC mais une PRECAUTION ULTIME. L'ensemble transistors ballast et Q4 forment en quelque sorte un unique composant dont le temps de réponse est très rapide et elle n'est pas la cause de l'oscillation que tu constates...
Cette oscillation (de la régulation de tension !) est liée à  la très fragile stabilité de la boucle de régulation de tension, et encore, tu n'as pas chargé ta sortie avec un bon gros condo....(test obligatoire ! j'y mets à  demeure un 1000µ !).
Cet aspect stabilité  de la régulation de tension (qui s'observe pas en sortie régulée mais DANS LA BOUCLE ELLE MEME, en sortie de l'AmpOp) est un sujet vraiment délicat et "touchy" qui ne se finalise que sur prototype.

Bref, ne t'emballe pas trop vite, il y a encore du boulot, en particulier sur les aspects puissance dissipée dans les ballasts, je pense que tu es largement sous dimensionnée; un TIP41C à  une température de boîtier de 80°C ne peut même pas supporter 40W (cf Datasheet ON Semi fig.1 par ex.);

Bon courage.
Yffig

Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le juin 28, 2019, 02:56:48 am
Bonjour Cécile,
J'espère que tu as pu accéder au doc dont je t'ai transmis l'URL (c'est probable que tu sois alors plongée dedans...)

Je voulais juste te faire une remarque, je te cite:
"Une limite de courant à  100ms? mais c'est nul, non? Enfin, je veux faire mieux que ça, personnellement... C'est d'un lent, 100ms..."

Il te faut rester calme et humble  ;)
Je t'ai transmis l'expérience de Cyrob qui a constaté que la limitation de courant CC met au mieux 100ms pour être active sur grand nombre d'alims du commerce. Je t'ai déja signalé que si ces alim valent des dizaines et même des centaines d'euros, c'est pas pour t'arnaquer .
Si des équipes d'ingénieurs de R&D n'arrivent pas à  faire mieux que 100 ms, N'IMAGINE PAS que TU FERAS MIEUX, NON !
Il y a une raison à  cela: que tu sois en CV ou en CC, tu as toujours affaire à  un asservissement = système bouclé dont tu dois assurer la stabilité sous toutes conditions (tu l'as même simulé et constaté que ça oscillait... en CV).
Pour ce faire, il est nécessaire de "couper la bande passante en boucle ouverte (BO) de l'asservissement assez tôt (en fréquence) pour que le gain en BO devienne < à  1 quand la phase en BO s'approche de 135°...180° (je ne sais pas si tu as acquis ces notions), ou autrement dit, il te faut créer un pôle de compensation suffisamment bas en fréquence pour respecter la condition (c'est le rôle du condensateur "intégrateur" en sortie de l'AmpOp et l'entré inverseuse).
C'est donc essentiellement pour cela que les alims linéaires ne sont pas des"foudres de guerre" en régime transistoire:
- en mode CV, tu vas améliorer cette réponse en transitoire avec un bon gros condo en sortie (bien que celui ci influe sur la réponse en BO...mais l'art de l'ingénieur c'est le compromis...)
- en mode CC, tu dois donc mieux comprendre pourquoi ça met 100 ms avant de réagir... et que ton courant délivré doit être limité par un autre moyen avant que CC ne soit active (c'est le rôle de LIMITE ULTIME) pour protéger tes transistors ballasts (cf l'alim chinoise de base qui crame son SD1047).

Autre point: C14 de ton schéma 1 (C5 de ta simulation)... Tu es sûre de toi ?
(NB: dans ton schéma 1, tu as même oublié de brancher le feedback de Vout sur l'entrée (-) !)

Et aussi, selon certains auteurs 50v en DC... ça commence à  être potentiellement dangereux ! "'Tention à  où tu mets tes mains

Bonne journée
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le juin 30, 2019, 08:13:13 am
Bonjour,
Désolée pour le délai.
En effet, je me suis un peu énervée pour le "C'EST LENT 100ms!!!!", je sais que j'ai tort. C'est juste que je me demande quand à  son utilité, si c'est aussi lent... Et je ne dit pas que les ingénieurs sont des incapables, juste que bon... 100ms... c'est grand... après, il y en a qui réagissent en 250µs, mais c'est beaucoup plus complexe, j'imagine.
Après, il serait possible d'utiliser la fonction limite de courant de l'ina301 (c'est un comparateur) pour stopper l'alimentation en moins de 10µs, mais pas de CC alors, plus une OCP

Le radiateur AMD est la radiateur de base donné avec les processeurs amd: il fait 90x90x25, 28 ailettes de chaque coté, de 1mm d'épaisseur. il est facile à  fixer, et refroidit bien. Mais pas pour 200W, effectivement. (mm si c'est moins en réalité)

Par bruit, je voulais dire 'ripple'. 'Petit' abus de langage...

Pour 'couper' la bande passante en boucle ouverte, en effet je n'ai pas toutes les notions, mais je comprends quand même. Pour mieux appréhender tout ça, je vais probablement faire des simulations en plus.

Pour C14, non, je ne suis pas sûre, je l'ai surtout mis là  pour filtrer, mais en l'enlever affecte peu (pas) le circuit.
Et en effet, Vout n'était pas relié à  la broche - (j'abrège).


Sinon, je pense baisser la tension de mon alimentation à  20V, et l'intensité à  2A. En effet, je ne pense pas avoir l'utilité de 30V, pareil pour 3A... Et puis, j'ai un peu fait mes comptes, et baisser la tension / courant met permet d'économiser pas mal (forcément, le transfo, filtrage...), mais aussi de réduire la chaleur à  dissiper. Le tout me permettrais de finir le projet plus rapidement.. Et puis, effectivement, 50V, c'est dangereux (mais bon, ça va).

Merci pour votre aide!

Cécile
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le juillet 01, 2019, 06:23:04 pm
Bonsoir Cécile,
Je regardais le schéma de ta simulation sous LTSpice , sans doute avec la XVII puisqu'il y a un ADA4522-1 qui n'existe pas dans la version IV, tout du moins dans la 4.23i que j'utilise.
On trouve aussi dans ta simulation les 2 BJT suivants: TIP41C et BD139 non disponibles en \lib\cmp\standard.bjt de la XVII ... C'est donc que tu as trouvé leurs modèles Spice sur le net et que tu les as importé dans la version XVII, non ?
Tu progresses bien  8)
Je suppose que tu as ajouté les .model de ces 2 BJT dans standard.bjt, non ?
Je ne sais pas encore comment fait la XVII que je viens d'installer mais en ce qui concerne la IV, chaque update de LTSpice écrasait les .model que j'avais ajoutés dans cette bibliothèque standard.bjt. Pour éviter cette galère, j'ai créé des fichiers texte pour conserver ces importations (par exemple pour les BJT, j'ai un fichier BJT.lib dans \lib\sub où je mets tous les .model que j'ai récupérés) et dans mon .asc, j'ajoute la directive Spice suivante:  .include bjt.lib. J'ai fait idem pour les diodes et les Jfet.
Pour des composants plus sophistiqués (MOSFet et Puces), il faut passer par les subcircuits et la bibliothèque personnalisée \AutoGenerated ce que je n'ai pas encore testé sur la XVII mais je vais le faire et je te dirais si c'est OK...à  moins que tu ne sois suffisamment avancée pour l'avoir déjà  fait  ;)

Un détail sur ta simulation: tu as conservé R9 à  0.1R...La valeur à  y mettre dépend de la résistance de ton transfo en particulier, je l'avais mise à  0.1 pour ne pas oublier qu'elle existe mais elle est à  mesurer ou estimer.

Bonne soirée
Yffig


Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le juillet 02, 2019, 07:18:27 pm
Bonsoir Cécile,
Je t'avais promis de développer les aspects Puissance dissipée dans le transistor ballast d'une alim linéaire et sécurité de fonctionnement de la pauvre puce stressée.
Je commence par le cas d'un unique transistor ballast: un 2SD1047, celui de l'alim chinoise...

Je fais ici référence à  la datasheet ST Micro d'un 2SD1047.
@ page2- Electrical Ratings Table2, on y trouve:
 -Ptot à  Tc (c=case=boîtier)=25°C => 100W (max), c'est bien sûr Pd=Vce*Ic que le transistor dissipe... à  condition que son boîtier (case) soit maintenu à  25°C et pas plus !
- Tj (j=junction) = 150°C (max).
On en déduit facilement que, si la température du boîtier est maintenue à  25°C et que le transistor dissipe Pd= Vce*Ic = Ptot = 100W,  c'est que la résistance thermique du D1047 entre jonction et boîtier vaut : (150°-25°)/100W = 1.25°C/W (ou plus rigoureusement 1.25 Kelvin par Watt). C'est bien ce que donne la table 3: Rth j-case =1.25°C/W.
Jusque là  pas de pb, l'alim est donnée pour 30V*3A=90W...
Sauf que c'est SI LE BOITIER EST MAINTENU à  25°C... et UNIQUEMENT DANS CE CAS.
Donc il faut ABSOLUMENT maintenir le boîtier à  25°C pour pouvoir tirer 100W de ce transistor, OR
- la température ambiante est souvent supérieure à  25°C => mettre l'alim au frigo ? ;)
- et même si cette condition Tambiante <= 25°C est respectée, la différence de température entre boitier et ambiance est directement dépendante du radiateur utilisé (et de sa ventilation par convection ou forcée par ventilo).
Il est donc en pratique impossible, sauf radiateur de taille infinie ou refroidi par eau de source, effet Peltier, azote liquide .. ;) , de satisfaire à  la condition Tcase max =25°C sous nos latitudes...

Suppose alors que tu arrives à  maintenir la temp du boîtier à  50°C ou 80°C grace à  un très bon ou correct "radiateur":
-A 50°, Tj max = 150° => le delta T entre jonction et boîtier sera de 100°. Avec une Rth de 1.25°C/W pour le D1047, la puissance max que pourra supporter le transistor sera de 100 (°C)/1.25 (°/W) =  80 W
-A 80°, Tj max = 150° => le delta T entre jonction et boîtier sera de 70°. Avec une Rth de 1.25°C/W pour le D1047, la puissance max que pourra supporter le transistor sera de 70 (°C)/1.25 (°/W) =  56 W

Quand cette alim chinoise est mise en court circuit (avec sa limitation CC au max), le transistor va devoir dissiper Vce*Ic:
-Vce est alors en moyenne de 27.6V ( pour Vpeak= 30v et C filtrage de 3000µF) (valeur fournie par LTSpice)
-Ic ~ 3A
soit ~82.8W.
Le radiateur prévu pour 50°C max est plus que limite, celui qui est calculé pour 80° fera fondre le transistor dans la seconde qui suit.

Voilà  donc une première approche de la problématique. Ce n'est même pas la peine d'aborder la figure 2 de la datasheet (Safe Operating Area) car la courbe DC Operation du graphique est forcément celle de Tc=25°C, totalement irréaliste...
Donc, quand tu auras fait ton choix de transistor ballast (et du nombre de ceux ci), refais ces calculs très simples et tu sauras très vite si ça va tenir le choc (ou pas !).
Si tu te contentes de 20V et 2A soit 40W en court circuit, avec un système de dissipateur qui t'assure moins de 80°C au boîtier, ce transistor D1047 suffit.

Bonne lecture

PS: il faudra aussi que je revienne sur ta vision du mode CC, ce n'est pas une source de courant constant, c'est une limitation réglable du courant max que va délivrer ton alim.. ça peut vraiment servir même si ça met du temps à  réagir (mais le mode CV aussi  ;) ).

Yffig
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le juillet 04, 2019, 12:40:05 am
Bonjour,
Merci pour toutes ces informations très intéressantes.
Sinon, d'après la datasheet du TIP41C, de chez on semi, il tient 40W pour 70°, donc si j'en met deux, cela devrait convenir. (je m'acharne sur les TIP41C car j'aimerais bien en avoir, je n'ai pas de transistors passe-partout de cette puissance, et puis, si ils conviennent...)

Oui, j'ai rajouté des transistors dans le fichier texte de LTspice, On peux convertir du Pspice en LTspice, aussi (BD139). Pour R9, je ne sais pas exactement quelle valeur mettre, je vais voir ce qu'il en est.

Oui, le CC n'est pas une  source de courant constant, même si on peux parfois l'utiliser de manière assez similaire (je crois).

Merci pour tout ça, je vais continuer de lire tAoE, et adapter mon alimentation pour 20V 2A.

Bonne journée,

Cécile
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le juillet 04, 2019, 04:36:55 pm
Bonsoir Cécile,
Le choix du TIP41C est un bon choix mais je suis surpris du prix chez nombre de distributeurs...
Originellement, ce TO220-like est apparu dans les années 70 chez Texas Instruments comme son nom l'indique et puis TI a certainement dû abandonner le process et ne le fait plus. On le trouve chez ON, ST, et autres.
J'avais acheté un lot de ST micro sur eBay (plus son cousin PNP TIP42C) en Thailande à  ~030€ pièce chez ThaiShop ETC, aujourd'hui disparu.
Les Allemands de Reichelt ont une seconde source à  0.27€ pièce.. et il y a plein de vendeurs AliExpress à  prix fracassés .
Farnell a une 2nde source Multicomp un peu chère (1.46€ à  l'unité).

Juste un petit détail: la datasheet ON semi a un bug...
Ils donnent une Rth-jc de 1.67°C/W alors qu'elle est de 1.92°C/W (confirmé par la DS de Multicom chez Farnell) et par le calcul du Power Derate above 25°C de ON (=0.52W/°C):
A 70°C, tu auras donc 65W-0.52*(70°-25°)= 41.6W, qui matche bien avec ton estimation de 40W. Ca roule !
A plus !
Yffig
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le août 01, 2019, 11:31:47 am
Bien le bonjour!
J'ai fait un peu de simulation, et il s'avère que j'ai quelques soucis!
En effet, je n'arrive pas à  avoir à  la tension ET le courant assez 'stable' (résiduelle du 100Hz inférieure à  0.001%).
De plus, la limite de courant ne fonctionne pas comme elle devrait, elle ne respecte pas toujours la tension de consigne... ce qui est un soucis... non négligeable...
Pour couronner le tout, quand je met un condensateur en sortie, LTspice n'affiche plus de courbes du tout, mais calcule...
L'équilibre se joue sur R21, R3 et C2, je pense qu'il faut juste trouver des valeurs adéquates pour ces composants (le reste me semble bon?)
Détail sur cette simulation: Au début, la tension de consigne est de 0V, puis à  300ms elle est mise à  3V (20V en sortie) puis à  400ms la tension de consigne de la lmiite de courant est abaissée pour que la limite entre ne jeu. U1, U4 et U2 sont les aops qui gèrent la limite de courant, U3 la tension.

Le .asc de la simulation sous LTspice XVII est en fichier joint.
Voici les .model du TIP41C et du BD139.


.MODEL tip41c npn
+IS=7.55826e-11 BF=260.542 NF=1.11221 VAF=100
+IKF=0.526814 ISE=1e-08 NE=2.18072 BR=26.0542
+NR=1.5 VAR=1000 IKR=3.54059 ISC=1e-08
+NC=1.63849 RB=4.56157 IRB=0.1 RBM=0.1
+RE=0.0162111 RC=0.0810556 XTB=0.1 XTI=1
+EG=1.206 CJE=1.93296e-10 VJE=0.4 MJE=0.259503
+TF=1e-08 XTF=4.06972 VTF=7.1157 ITF=0.001
+CJC=1.09657e-10 VJC=0.730921 MJC=0.23 XCJC=0.803085
+FC=0.8 CJS=0 VJS=0.75 MJS=0.5
+TR=9.01013e-08 PTF=0 KF=0 AF=1

.MODEL Qbd139 npn
+IS=1e-09 BF=222.664 NF=0.85 VAF=36.4079
+IKF=0.166126 ISE=5.03418e-09 NE=1.45313 BR=1.35467
+NR=1.33751 VAR=142.931 IKR=1.66126 ISC=5.02557e-09
+NC=3.10227 RB=26.9143 IRB=0.1 RBM=0.1
+RE=0.000472454 RC=1.04109 XTB=0.727762 XTI=1.04311
+EG=1.05 CJE=1e-11 VJE=0.75 MJE=0.33
+TF=1e-09 XTF=1 VTF=10 ITF=0.01
+CJC=1e-11 VJC=0.75 MJC=0.33 XCJC=0.9
+FC=0.5 CJS=0 VJS=0.75 MJS=0.5
+TR=1e-07 PTF=0 KF=0 AF=1


Merci !

Cécile
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le août 01, 2019, 05:59:00 pm
Bonsoir Cécile,
Je te cite: "j'ai fait UN PEU de simulation"... et bin...t'as fait pas qu'un peu !
En ne testant ton .asc rien que pour la partie Constant Voltage avec Vref qui n'arrive qu'au bout de 300ms (je comprends bien pourquoi tu as fait ça)... SPICE (tel que paramétré par défaut) "frôle déjà  le stade comateux". (Regarde dans Tools/Control Panel les possibilités de modifier son fonctionnement...Si tu y piges qq chose...Moi pas !).
Donc je te conseillerais de procéder par tests unitaires: mode CV, mode OverCurrent Protection, mode CC.,etc. et EXCLUSIVEMENT.
Je te transmets le mode CV exclusif (et OverCurrent) sur l'asc joint.
J'ai repris un poil de cosmétique, remplacé les 4x2200µ par un seul condo (pourquoi demander à  Spice de faire 4 calculs alors qu'un seul suffit ?), placé correctement C3, placé tes .model(s) de BJTs dans le fichier .asc, viré Q7 (pourquoi un collecteur commun ici?),
ET SURTOUT accéléré la simulation avec un "maximum timestep"de 10µs.
J'ai court-circuité R5 (qui devrait être de 0.27 plutôt que 0.22 ohms, 0.27 donne Imax de 2.1A en simulation), mis une charge de 12 ohms car 10 ohms superpose les graphes Vout (20V) et I out =2A.
=> Tu peux alors voir rapidement comment démarrera ta tension de sortie après application de Vref de 3V si ta condition Iout< Imax est respectée.
Ensuite tu peux supprimer le court circuit de R5, mettre R10 à  0.05ohms (=court-circuit), tu pars direct avec Vref=3V et tu pourras alors voir comment OverCurrentProtection réagit (mets ta sonde sur Ic(Q4). Tu peux ensuite réaliser le mix: démarrage de CV et Court circuit de la sortie par un Mosfet en sortie déclenché après ta tempo de CV.
Tu peux aussi remplacer ton alim AC 32v par une simple source de tension V(DC), ça soulagera SPICE...

Si TOUS tes test unitaires sont TOUS bons, tu peux intégrer l'ensemble des constituants et espérer que l'ensemble fonctionnera lors des tests complets.
Mon propos n'est pas de critiquer ton travail, bien au contraire, il est simplement de t'alerter sur la méthodologie: Tester unitairement chaque fonctionnalité attendue.

Pour illustrer mon propos une petite (?) anecdote: le 1er lancement d'Ariane V (il y a environ 25 ans) s'était soldé par un crash au décollage ! Un module de code qui avait été écrit pour 16 bits avait été réutilisé dans un proc 32 bits... sans tester ce module unitairement. BOUM ! quelques grosses dizaines de millions (de Francs à  l'époque) transformés en déchets....


Si tu veux tout tester en même temps dès le départ... tu ne sauras jamais facilement pourquoi ça déconne autant .
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le août 02, 2019, 04:16:34 am
Bonjour Cécile,
En complément de ce que je t'ai écrit hier soir, j'ai examiné le comportement de la partie CV lorsque:
- OverCurrent est actif parce que le condo C3 est passé à  1000µF et donc qu'il va déclencher la limitation durant sa charge
L'intérêt de ce test est de regarder ce qui se passe pendant la charge de C3  à  courant max limité...
J'ai viré la partie pont redresseur et condo de filtrage pour une Vnr de 30V DC.  car pas utile de calculer sans arrêt cette tension Vnr...

Spice met alors énormément de temps pour effectuer les calculs et si tu sondes le courant collecteur de Q4 (TIP41C) tu observeras que, quand Q4 conduit et donc limite le courant, tu as une oscillation à  environ 2.6MHz => Spice passe son temps à  calculer toutes ces valeurs ce qui explique la durée excessive des calculs. CQFD !
Si tu remplaces le TIP41C par un 2N3904 beaucoup plus rapide, plus d'oscillation => Calculs très rapides.
(NOTA BENE: ça ne veut pas dire qu'il ne faut pas utiliser un TIP41C pour l'OverCurrent Protection... je t'ai déjà  expliqué pourquoi j'utilise un TIP41C, si tu veux mettre un 2N3094, tu auras simplement besoin d'une résistance R5 de valeur différente. Par ailleurs cette oscillation n'a aucune importance sur le montage réel: ça ne dure que qq 15 ms même si Spice met des minutes à  calculer tous les points et c'est une "situation de défaut" sans aucune importance, pas le fonctionnement normal de l'alim).

D'autre part, tu fais une grossière erreur en voulant simuler le démarrage de CV après 300ms alors que tu alimentes dès t=0s ton ampli op avec des tensions fixes déjà  présentes (tes 26v et 3.3v DC).
Si tu veux savoir comment ton alim démarre (en simulation), tu dois faire démarrer ces 2 tensions comme elles le feraient en réalité (et encore ce ne sera qu'une simulation "trop parfaite": la vraie validation ne pourra être faite que sur un prototype en enregistrant sur un scope numérique l'évolution de Vout à  l'allumage de ton alim.

Voilà  qq infos de "débogage"qui devraient largement t'aider mais c'est à  toi de faire le boulot et de comprendre ce qui se passe en simulant unitairement chaque fonctionnalité. Je n'ai pas le temps de le faire à  ta place  ;), et je te rassure, SPICE m'a fait à  moi aussi bien des misères et il y a des "bugs" que je n'ai jamais compris, j'ai juste essayé de les contourner quitte à  abandonner une simulation.

Bon courage et bonne journée
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le août 04, 2019, 11:49:15 am
Bonsoir!
Une simulation ne prends que 2-3 minutes, ça va :)
Personnellement, il n'en est pas au stade comateux... Mais en effet, j'aurais dû tester les différentes parties séparément, mais la résiduelle de 100Hz est un point que je voulais garder à  l’oeil.
J'ai mis 4 condos pour voir comment le courant se comportait dans ces derniers (c'est intéressant).
ok pour R5 en 0.27 ohm!
Une charge de 12ohm ne permet pas de mettre l’alimentation au 'max' (2A), or c'est ce que je voulais :)

Pour Ariane, il me semble que l'accélération de la fusée avait été trop importante pour un des capteurs (de l'ancien modèle), ce qui avais occasionnée un dépassement d'une des valeurs... Je crois :/

En tout cas merci, je vais découper tout ça, avant de re simuler le tout :)

Bonne soirée, et merci!

Cécile
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le août 05, 2019, 03:01:19 pm
Bonsoir Cécile,

Ah oui, j'ai commis une énorme erreur : 16 bits pour l'explosion d'Ariane V ... ce n'était que 8 petits bits qui ont débordés...

Plus sérieusement :
1- Le schéma que tu nous soumets (le .asc du 01/08) comporte une grossière erreur que je te laisse le soin de trouver,
2- Ce schéma est de toute évidence basé sur le projet #21 de Ian Johnston dont tu nous avais fournis le lien et le schéma (11 mai sur un autre fil du forum). Je t'ai alors dit tout le mal que je pensais de sa démarche: aucune explication ! et en plus, au moins, un grossière erreur que tu as reproduite dans un de tes designs (le C28 de son schéma).
Son design est tellement parfait... qu'il l'a récemment supprimé de son site ...si, si..., vérifie par toi même.

Donc tu pars d'un design qui, peut être et même sûrement, ne marche pas et tu demandes de l'aide ....
Si en simulant avec Spice tu n'y arrives pas, c'est peut être que le design est pourri (c'est ce que je pense... en effet faire agir le mode CC en intervenant à  l'intérieur de la boucle de régulation de tension CV , ça relève du "sac de nouilles" et, en plus, tu rajoutes un C2 de 1µF qui va pas arranger les choses...même si ça peut masquer certains défauts).

Si tu veux un design qui marche, regarde la façon dont l'alim chinoise intervient en mode CC. C'est simple à  comprendre et à  adapter pour un mode Current Sense en Amont plutôt qu'en Aval (c'est une des raisons qui m'avait fait l'acheter et la tester puis de la modifier mais j'ai gardé quasi tout le principe CC aval et ça fait le boulot qu'on lui demande).

Bon courage !

Yffig
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: loulou31 le août 08, 2019, 08:53:06 am
Bonjour,

Ce schema me parait bien compliqué  dans le circuit de limitation de courant : il y a trois amplis et surtout beaucoup de condensateurs  ( dont certains de valeur bien élevée à  mon sens) qui générent autant de poles dans la courbe de réponse ce qui fait que le systéme étant bouclé a beaucoup de probabilités d'être instable et d'osciller. A un endroit je ne comprends pas pourquoi il y a une source d'implusion (V6) sur une alim de l'ampli. Il y a aussi un endroit ou il y a deux condos en // (C5 et C8)un qui passé par dessus l'autre pas dessous ......
Moi j'essaierai le schema déjà  sans le circuit de limitation de courant ( juste la protection) ....
Pour information les condensateurs après le pont de diode ne participent que très peu au filtrage 50Hz en sortie de l'alim, ce sont plus des condensateurs "reservoirs" que de filtrage. L'essentiel du  filtrage se fait par le systéme de regulation de la tension de sortie par les transistors ballast et leur circuit de commande.

Jean-Louis
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le août 14, 2019, 12:34:46 pm
Bonsoir,
En effet, cette simulation contient beaucoup de défauts, je suis en train d'en faire une autre.

Pour les 3 aop, il faut aussi prendre en compte le fait qu'ils servent à  l'ocp et à  la mesure du courant par le µC (pas simulé).

Yffig: En effet, il l’a supprimé. je reprends le design de l'alimentation "chinoise" pour la partie CC... Ce que j'ai déjà  fait sur un autre schéma, reste la simulation... que je n'arrive pas à  faire, même en simplifiant le tout. L'axe des ordonnées  se met entre -1mV et +1mV, et n'affiche rien (et il me dit qu'il a fini les calculs, pas de messages d'erreur...) Donc pas de résultat, et le calcul est très rapide, par ailleurs. Bref, je travaille dessus.
"Ah oui, j'ai commis une énorme erreur : 16 bits pour l'explosion d'Ariane V ... ce n'était que 8 petits bits qui ont débordés..." comprends pas toujours le second degré, donc là  je ne saisis pas.

Bref, j'essaie avec la partie CC de l'alim chinoise.

Bonne soirée
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le août 14, 2019, 03:53:15 pm
Bonsoir Cécile,

Sage décision que de travailler sur la partie CC de l'alim chinoise; c'est du "All In One" simple à  comprendre:
- tu mesures le courant dans ta charge (en mode aval),
- tu le compares avec ta consigne I_lim,
- tu intègres un poil le résultat "logique"
- et tu viens diminuer la tension de sortie de manière à  réduire I dans la charge et à  ne pas dépasser I_lim.
Simple et de bon goût... en 1 seul ampli op. C'est pas parfait mais ça fait le job !

Tu as du voir les échanges récents que j'ai eu avec Ksyrium sur l'autre fil que tu as créé. Si pas encore vus, regarde en particulier les résultats de nos mesures respectives lors d'un court jus bien que le sien ne soit pas totalement "full short" (et je comprends que sans OverCurrent Protection, il n'ait pas osé...). A ce propos, je t'avais transmis le commentaire de Cyrob qui parlait de "temps de réaction "normal "de 100 ms, c'est donc plutôt des µs (et d'ailleurs il me semble que dans cette vidéo, il se reprend un peu plus loin mais la qualité sonore de ses vidéos pêche un peu...il le sait mais s'en fout apparemment). Dont acte, ce n'est donc pas une infox, juste une langue qu'a fourchée et très souvent il corrige par un commentaire texte incrusté lors du montage mais là  il a pas vu (entendu plutôt).

Sinon la boutade des 16 bits, c'était  juste une taquinerie pour te reprendre car tu paraissais réagir sur la forme (la cause technique du pb) plutôt que sur le fond (tests non réalisés, ce qui est extrêmement grave vu le prix du machin).

Quand tu auras fini ton .asc (et regardé ce qu'il donne), poste cet asc sur le forum avec:
- des étiquettes sur les points de test
- les modèles non standard que tu utilises directement copiés dans l'asc
- des commentaires sur ce que tu visualises (courants en particulier)
j'aurais alors plaisir à  essayer de t'aider si tu rencontres qq pbs et ça pourra aider d'autres bidouilleuses et bidouilleurs.

Notes:
- tu peux virer le bouzin Zener D8 et U1 et le remplacer par une simple source de tension, idem D7 et Alim_2 par une seule source
- si tu veux regarder le ripple, ajoute en série avec ta source Alim_1, un source pulse en dent de scie à  100 Hz pour simuler la résiduelle
à  moins que Alim_1 et Alim_2 ne soient des .subckt ?

Bon courage et à  bientôt.
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le septembre 26, 2019, 04:42:44 am
Bonjour!

J'ai essayé de simuler toute l'alimentation, ce que LTspice n'a pas aimé, même après simplification au possible (remplacer pont de diodes/condensateur par un générateur de tension, etc...). J'ai donc simulé l'alimentation bout par bout, et tout fonctionne sans soucis.
J'ai hésité avant de modifier mon schéma, mais comme l'alimentation 'chinoise' fonctionne, elle, je pense que c'est fiable (sauf si erreur de ma part).
Voici donc le schéma modifié. Par ailleurs, j'ai aussi enlevé la référence de tension qui alimentais les DAC (je pense qu'il s'agissais d'un surplus).

Cependant, certaines choses me gênent:
- l'utilisation de puces 'exotiques' : ina302A1, par exemple
- le manque de filtres RC pour stabiliser les mesures tension-courant (nécessaires?)
- une OCP mais pas d'OCV (réglable), à  cause du manque de broches disponibles sur le µC. Cependant, j'utilise beaucoup plus l'OCP que l'OCV...
- L'utilisation d'un LM317 pour obtenir une tension de 24V qui alimente les amp op, alors que ceux ci n'en n'ont pas nécessairement besoin (cependant ce LM317 permet de répartir la puissance à  dissiper, donc à  voir, 5.8W à  dissiper)
- Je pense qu'il y a beaucoup de composants différents... simple avis personnel, elle me semble juste trop 'complexe' sur ce point
- Une ref de tension pour les ADC est elle vraiment nécessaire? Es-ce la plus adaptée (MCP1501 3.3)?
- un rendement plutôt mauvais (avec une basse tension de sortie, et fort courant)

Qu'en pensez vous?

Sinon, si le schéma est correct, j'aimerais bien commencer le routage. Auriez-vous un livre ou des documents à  me conseiller?

Par ailleurs, je n'ai pas publié les documents LTspice, car  étant des des simulations séparées les unes des autres, il n'y a pas énormément d’intérêt à  les publier (mais je peux si demande).

Quand ce projet arrivera à  terme, je publierais probablement un schéma d'alimentation numérique beaucoup plus simple, à  base d'ATmega328 (le µC d'arduino), avec moins d'une centaine de composants, afin que d'autres puissent la construire (et sans puces exotiques, donc).

Merci beaucoup de votre aide, Bonne journée à  vous.
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le septembre 26, 2019, 04:41:27 pm
Bonsoir Cécile,
Content d'avoir de tes nouvelles !
Ca avance donc... Bien !
Je regarderai ton schéma (le 1, pas trop le 2) dans les jours qui viennent car j'ai des trucs en cours (cf infra) et te ferai mes commentaires sur ce schéma.
Je vais simplement répondre à  certaines questions que tu poses ici:
-"puces exotiques": INA302, pas facile à  trouver sous le sabot d'un cheval effectivement
J'aime bien l'ACS712, je l'ai testé sous forme de module à  1.2€ sur AliExpress: c'est OK (version 5A), je compte l'utiliser sur un projet en cours de design (cf http://forum.bidouilleur.ca/index.php?topic=570.msg3193#msg3193), j'ai commandé des chip sur AE (au besoin je récupérerais la puce d'un module).
- "filtres RC": je crois plutôt que tu auras besoin de maîtriser les pôles de tes deux boucles d'asservissement (en particulier le courant: les condos entre entrée (-) et sortie de tes AmpOp. Un scope avec une bande de 10/20MHz te sera obligatoire.
-"OCP, OCV": en OCP tu as mis en place le BJT qui limite à  2A+, et l'asservissement en courant: ça paraît OK. Par contre OCV ? Tu veux sans doute dire OVP.. Alors là , c'est une autre histoire... Trop souvent les constructeurs disent OVP pour une simple limite de tension "logicielle", à  savoir que tu fixes une limite par soft que tu ne pourras jamais dépasser lorsque tu feras varier la tension de sortie de ton alim.. C'est de la daube marketing... Une véritable OVP c'est du HARD de chez HARD (cf par ex Horowitz tAoE page 598:OverVoltage Crowbar ou les TVS qu'adore Cyrob). J'ai fait un début de proposition avec un "FailSafe" qui évite que la tension de sortie passe au max si le potard de réglage déconne...mais c'est pas suffisant.
SI TU VEUX PROTéGER TON MONTAGE D'UNE SURTENSION MORTELLE POUR LUI => IL TE FAUT UN CROWBAR AVEC FUSE (un TVS-like en quelque sorte: j'ai prévu la construction d'un bouzin de ce genre avec zener+ BJT sur radiateur maousse pour un de ces jours: la zener serait interchangeable afin de définir la tension MAX acceptable.
-LM317: malgré les déboires que je relate sur le fil que j'ai initié , c'est un chouette circuit (cf l'analyse faite par Horowitz page 602), vu le prix même en TO220. Je n'utilise que ça pour des tensions fixes autres que 5v: ça simplifie mon stock... En ce qui concerne les tensions d'alim des AmpOp, le taux de réjection vis à  vis des alims de ces puces est tel que tu peux les alimenter de manière pas "très propre". Moi, je le mettrai aussi pour réduire la tension avant les autres régulateurs.
-"beaucoup de composants différents"... Non, sur une alim c'est plutôt normal.
-"référence de tension pour ADC": tu vas étalonner ton alim avec ce que tu as de mieux, à  savoir ton Multimètre Numérique...Rien ne t'empêche de mesurer et de mettre la valeur de la référence interne de ton ADC dans ton code (c'est pas très industriel mais une très bonne référence de tension, c'est pas donné...!)
-"rendement plutôt mauvais": bin oui, c'est le pb des alim linéaires, si tu as toute la tension avec le courant max sur ton ballast ça te fait un paquet de 10-aines de W. J'avais évoqué (http://forum.bidouilleur.ca/index.php?topic=509.msg3132#msg3132) mon intention de regarder une prérégulation par LM2596: C'est chose faite et de manière super élégante mais pour finaliser j'ai besoin de construire une nouvelle alim (0-35V/ 4ou5A) pour finaliser les tests en matière de bruit de switching. J'ai donné une ébauche de cahier des charges@ http://forum.bidouilleur.ca/index.php?topic=570.msg3193#msg3193, je suis en train de finir le design (schéma) mais en primeur je te donne le circuit avec LM2596 en TO220-5 que j'ai construit pour cela.

Bonne soirée
Yffig

Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le septembre 26, 2019, 05:46:04 pm
Re bonsoir, Cécile,

J'ai omis les aspects PCB que tu évoques.

Perso, et je l'ai détaillé sur le forum, je route moi-même (et je crois que Bertrand a fait de même pour son géné d'horloge avec Kicad (je crois que c'est KiCad qu'il utilise).

Pas de bouquins, juste de l'expérience et du bon sens...
J'utilise exclusivement PCB_Express qui utilise mes netlists de schéma mais ne génère pas de fichiers Gerber. Pas grave, c'est moi qui grave  ;)

1- Je ne fais que du double face: une face sera le plan de masse (ground plane ou 0v) SANS AUCUNE RUPTURE.
2- => J'accepte d'avoir des composants de chaque côté du PCB vu que les pistes ne sont que d'un seul côté
3- Je commence par placer judicieusement mes composants principaux: ceux de grande taille, les connecteurs, les puces en SMD ou DIL...d'un côté ou de l'autre
4- Je commence toujours par les pistes d'alimentation (et leur découplages) et les pistes des signaux principaux et critiques (par ex. pistes à  impédance contrôlée en RF)
5- ensuite viennent les pistes de polarisation  (courants continus)
6- C'est un process qui reboucle en 2/ jusqu'à  obtenir un résultat satisfaisant.

Nota: C'est quasiment impossible d'avoir un PCB définitif au premier jet dès lors que celui ci est richement peuplé: des erreurs de design peuvent subsister et des modifications sont quasi nécessaires.
Dans ton cas j'aurais choisi de séparer le PCB en 2 plaques au min:
- la partie "analogique" que tu peux tester d'abord séparément avec des simples potards, grosso modo c'est ton schéma 1 + alims du 2, elle est déjà  bien riche
- la partie "contrôle logique" que tu intégreras ensuite à  la plaque analogique.

Bon courage quand même, tu vas y passer pas mal de temps !

Yffig

Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le septembre 27, 2019, 02:00:27 pm
Bonsoir Cécile,
En parcourant tes 2 schémas, j'ai vu que tu avais repris le principe de génération  de la tension négative de l'alim chinoise (c'est un des points intéressants de l'alim originale).
Cependant tu as changé la zener de 5.1v pour une zener de 3.3v....
Il y a un point souvent méconnu que j'avais documenté (cf graphes relevés) sur un autre fil concernant les zeners:
http://forum.bidouilleur.ca/index.php?topic=534.msg2986#msg2986,
c'est que les "meilleures" en matière de stabilisation (raideur de la pente Ir(Vr)sont celles entre 5v et 7v environ , les 3.3v sont les plus mauvaises.
Or il existe une puce très classique dite "zener programmable", la TL431 que l'on trouve très souvent dans la régulation des alim à  découpage. Elle n'est pas chère, existe en TO92 et SMD et, grâce à  un ampli intégré, beaucoup plus performante.  Tu pourrais même l'utiliser en mode 2 pattes ( sans résistances de réglage donc) si -2.5V te suffisent.
Bonne soirée.
Yffig
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le septembre 29, 2019, 06:56:42 am
Bonjour,
merci pour ces réponses!

Sinon, je pense qu'il y a un quiproquo sur le terme d'OCP: personnellement, je parle d'une valeur en ampères, qui, dès qu'elle sera dépassée, engendrera la coupure de l'alimentation. Je me trompe peut-être de terme? Sinon, en effet par OCV, je voulais dire OVP. Erreur de frappe...

Merci pour les info au niveau des pcbs ! Je me demandais surtout si un signal logique (mettons un bus I2C) pouvais influencer une piste analogique (par exemple). Mais c'est aussi parce que de manière générale, je n'y connais rien (même si j'ai déjà  fait du routage).
D'ailleurs, j'ai déjà  réalisé 2pcb (en une plaque, que je finalise) et je pensais en réaliser un dernier, avec 2 plaques (une analogique/ alimentation, l'autre numérique)

Pour la diode zener, je me rappelle en effet avoir lu un chapitre à  ce sujet dans TAoE ! Merci pour la ref de la TL431 !

Pour le rendement, j'aurais (max possible) 50W à  dissiper donc avec le dissipateur que je vais mettre, ça ira (mais cela reste un défaut)

Merci pour les retours, et bonne soirée!

Cécile
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le septembre 29, 2019, 03:36:53 pm
Bonsoir Cécile !
1-Effectivement, il y a une "jolie" confusion sur le terme OCP: j'ai commencé à  l'utiliser sur ce fil quand j'ai vu qu'Horowitz utilisait ce terme pour désigner ce que j'appelais jusque là  "Limitation de Courant Ultime" qui est fixe par opposition à  "Limitation de Courant" (qui elle est variable à  la demande de l'utilisateur). OCP est alors : quand la limite est atteinte, je ne peux pas la dépasser.
Ce dont tu parles serait alors une OCB (pas le papier à  fumer...), le B étant pour Breaker (Disjoncteur) mais la tension de sortie disparaît. Il existe aussi le OCF...pour Foldback (quand j'atteins la limite, je réduis et je bloque le courant à  une valeur bien <) et la tension de sortie revient à  sa valeur de consigne sauf cas de court jus. Bref, y'a à  boire et à  manger...Plus les différentes variantes que les services marketing, jamais à  court d'imagination, peuvent inventer. Donc il n'y a pas à  ma connaissance de standard (sauf tAoE ?) donc il vaut mieux définir la fonctionnalité correspondant à  l'acronyme utilisé dès le départ.
Idem pour OVP: j'ai ma définition personnelle: "éviter que la tension de sortie ne dépasse la valeur de consigne + qq %". Il y a sans doute de nombreux moyens d'obtenir cela, je privilégie la méthode hardware radicale... Je coupe !

2- Concernant le point suivant, commençons par le commencement...- la référence 0V est un point essentiel de toute réalisation... et donc est forcément UNIQUE, tout autre point d'un montage sera forcément à  un potentiel différent de la référence 0v.
-ceci étant, où se trouve ce point 0V ? et bien tout simplement à  la source de tension continue dans le cas de ton alimentation et donc à  la jonction des 2 anodes de ton pont redresseur (le pôle -).
Donc par exemple les pôles négatifs de tes condensateurs C11, C12 et C13 DOIVENT TOUS REVENIR PAR UN FIL SéPARé à  ce point 0v.Et cela doit être vérifié pour toutes les connexions que tu feras vers la "masse" (i.e. le 0V): AUCUN RETOUR NE DEVRA UTILISER UN POINT "0V" QUI SERAIT PRéSENT JUSTE à  CôTé sous prétexte que ce serait "commode" même si sur le schéma cela a pu faciliter ou simplifier le dessin du schéma.
Cette "bonne pratique" s'appelle tout simplement "Retour à  la masse en étoile". Le qualificatif "Bonne" est bien trop laxiste, je la qualifierais d'OBLIGATOIRE !
Si tu utilises un plan de masse (sans aucune rupture de quelque sorte sauf quelques trous de passage) sur toute la surface de ton PCB tu as d'office résolu la totalité des problèmes qui peuvent advenir.En prenant ton exemple de circuit logique en I²C, suppose que tu aies branché le retour à  0V de ta tension de référence sur le "GND" de ta puce I²C... La puce I²C à  99.9% sera en CMOS: quand les paires complémentaires basculent, les MOS se trouvent conducteurs au même moment ce qui génère un courant qui retourne au 0V. Sur la patte GND de ton chip I²C, tu pourras avoir qq 10 mA de courant sur qq 10 milliOhms de pointes de tension.... TA REFERENCE DE TENSION sera ainsi affublé de la même variation... PAS COOL du TOUT !C'est extrêmement critique pour le courant de charge des condensateurs de filtrage après le pont redresseur:( cf. la simulation Spice que je t'avais transmise), ce courant atteint des A et même avec un retour de 10 milliOhm, si tu utilises le pôle négatif comme "0V", tu vas induire dans ton circuit cette "ronflette 100Hz" . PAS COOL DU TOUT.J'espère avoir été clair sur ce point: MASSE en ETOILE ou GROUND PLANE OBLIGATOIRE ! surtout si tu espères que ton premier jet de PCB sera le bon  ;)

Bonne soirée
Yffig
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le septembre 30, 2019, 03:43:02 pm
Bonsoir Cécile,

Voici la suite du commencement...:

-Tout d'abord, revenir sur le post délivré hier soir: pour des raisons pédagogiques, j'y affirme que le point 0V est la broche (-) du pont redresseur...Ce n'est pas faux mais pas complètement vrai  ;)
C'est vrai uniquement lorsque les diodes conduisent, i.e. pendant quelques toutes petites ms quand les diodes alimentent le montage et chargent le(s) condo(s) attaché(s). Toute l'énergie utilisée par l'alim et le montage alimenté est fournie durant cette petite période de temps (d'où le courant extrêmement important dans le condo).
Quand les diodes ne conduisent plus, c'est alors le(s) condo(s) qui est la source d'alimentation et donc la référence 0V.
La référence 0v bascule ainsi à  une fréquence de 100 Hz entre les anodes du pont redresseur et le pôle (-) du condo de "filtrage/lissage". La connexion entre ces deux points est ainsi la référence 0V de ton alim => elle se doit d'être "massivement conductrice" et tout retour au 0V doit y arriver par sa propre liaison (d'où l'intérêt de plan de masse).

Ceci est alors aussi vrai pour le pôle positif du condo: la connexion entre cathodes du pont redresseur et pôle (+) du condo doit être massivement conductrice. Par contre, point n'est besoin de faire partir les pistes/traces en étoile à  partir de ce pôle (+): ces pistes doivent simplement être le plus large possible,et tant que tu restes dans la boucle d'asservissement (i.e. avant le point de prélèvement pour comparaison de la tension de sortie) ce n'est pas aussi critique que sur le 0v.

En pratique, ce que tu devrais faire:
-sur ton schéma tu surlignes au Stabilo (trade mark) la circulation du courant depuis le (+) des diodes....ta charge (externe) ..... et le retour sur le 0V jusqu'au (-) des diodes: ce chemin est CRITIQUE => pistes les plus larges possibles, voire plan de masse sur le retour.
-et pour les condos de découplages des puces...toujours le plus près possible des pins +Vcc/-Vcc et GND/0V (un plan de masse aide beaucoup ici).

Si tu fais un plan de masse sans aucune rupture (ce qui est la meilleure solution), tu auras vraisemblablement besoin de disposer de "straps" entre deux points de ton circuit (j'entends par "strap" une connexion qui ne doit pas croiser une piste existante).
Perso, j'utilise du fil de câblage rigide et isolé pour chevaucher les pistes du PCB lorsque c'est nécessaire et j'essaie lors du design du PCB de minimiser le nombre de ces straps mais je n'en fait pas une règle absolue.

Bonne soirée

Yffig
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le octobre 02, 2019, 04:40:55 am
Bonjour,
Merci pour tant de détails! cela me rappelle une vidéo de jipihorn sur ce sujet (masse en étoile).

En effet, je parlais bien d'OCB et d'OVB. Sinon, pour l'OVP, ce n'est pas le rôle du transil de sortie?
J'ai bientôt fini le premier PCB, par ailleurs (en une plaque).

Pour la pré régulation, je suis tombée là  dessus (document 1), un schéma d'elektor, qui me semble simple et intéressant (peut-être pour plus tard).

Merci pour vos conseils, je route tout ça, et je publie ;)
bonne journée!
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le octobre 02, 2019, 04:07:38 pm
Bonsoir Cécile,

Le Transil/TVS que tu mets en sortie est un 40V... ce qui signifie qu'il va conduire et être capable d'admettre un MéGA courant dès lors que ta tension de sortie va dépasser grosso modo 40V... Il ne te sert à  rien sauf si tu penses que tu risques un jour de brancher...une batterie type commutateur télécom 48V ou panneau solaire en sortie de ton alim.
Il va donc protéger ton alim mais jamais ton montage alimenté dans le cas où:
- tu tournes accidentellement ton potard de tension de sortie et tu dépasses la valeur admissible par ton circuit alimenté. Dans ce cas, il ne te restes plus qu'à  espérer que ta limitation en courant t'aura évité un désastre. C'est pour ce cas que les constructeurs fournissent une OVP par software (sachant qu'ils sont supposés avoir intensivement testé leur produit et qu'ils présument qu'un court circuit du ballast est impossible)
- c'est ton alim qui "dérape toute seule" ( bin oui, c'est une bidouille...): la seule façon de vraiment protéger ton montage c'est de détecter très rapidement cette surtension et de couper très rapidement la sortie ( cf les échanges avec ksyrium début août sur ton autre fil), là  il te faut zener(s), thyristor ou Power MOS ou BJT, relais ou fusible, etc (au choix) et dépend de la tension de sortie que tu ne veux pas dépasser. C'est du HARDWARE PUR et DUR pour être le + rapide possible (par ex. mesurer séparément la tension de sortie par µC et réagir est illusoire du point de vue temps de réponse comparé à  du pur hardware).

Tu annonces donc que tu vas te lancer dans la grande aventure...alors BONNE ROUTE  ;) !

Yffig
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le octobre 21, 2019, 05:33:31 pm
Bonsoir Cécile !
Alors ça route ?
Pour ton info, j'ai fini la "petite alim" linéaire 0-35V 5A dont j'avais besoin pour tester la prérégulation par SMPS-LM2596.
Voilà  le bébé en test (module du haut) avec la prérégulation insérée (à  droite), la charge de 2x8 ohms 100W (=> 1.25A sous 20V) sur radiateur et sur une autre photo la 40V/6A linéaire qui m'alimente le tout.
Le tout marche très bien: PS de 0-35V avec OVP FailSafe, OCP testée jusqu'à  4A, tracking linéaire (réglé à  4v entre entrée ballast et sortie régulée)
J'ai commencé les tests de "pollution" par le Switching Noise de la SMPS et j'ai encore besoin de "bricoler" avant que de conclure.

Ceci ne m'a coûté qu'un peu (?) de temps car l'essentiel du matos de l'alim 0-35V vient des poubelles ! radiateur , transistors, redresseur et filtrage (j'ai aussi les transfos...) tout ça de quelques amplis hifi récupérés en déchetterie et même juste à  côté des containers des poubelles.

Le propos de ce post est de t'alimenter avec le design de cette alim, à  la base...le schéma "chinois" dont tu reconnaitras aisément les fonctions essentielles avec les modifs suivantes:
- la mesure du courant est faite en mode Amont (High Side) par un ACS712-05 (offset de 2.5V, sensibilité 185mV pour 1000 mA), achat AliExpress (lot de 2 à  moins de 2€), alimenté par un 78L05 lui même alimenté par le 15v d'un LM317
- l'ampli op double (CV et CC) est un OPA2604 car devant supporter +40V /-5v
- le tracking pour la SMPS est un banal TL082
- l'alim -5v n'est pas incluse et est externe
- j'ai mis en place un OVP FailSafe tel que je l'avais proposé: ça se déclenche bien en cas de perte du retour au 0v de la tension de consigne
- il y a un certain nombre de borniers à  vis pour insérer/ modifier/ supprimer la prérégulation, l'OCP, un ampèremètre ou fusible
(Il y a une erreur sur Rbleed1: elle devrait être connectée sur l'entrée de l'ACS712, pas la sortie mais c'est peanuts...)

Si j'avais à  refaire mon alim 2x30V-3A, voilà  ce que je ferais aujourd'hui mais celle ci ne finira pas dans un boîtier, ou alors dans une récup. de chassis pour lequel je referais une face avant en alu.
J'espère que ces infos te seront utiles
Cordialement
Yffig


Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le octobre 24, 2019, 04:14:50 pm
Bonsoir!

Oui, ça route, et c'est terminé, d'ailleurs.
Cependant, suite à  votre suggestion de la séparation de la partie numérique et analogique (sur deux PCBs), j'ai un peu cogité.
J'ai donc décidé de séparer le pcb en deux, effectivement, une partie numérique, armée d'un Stm32 et de nombreux connecteurs (je l'ai bientôt finie, cette partie)
et l'autre, la partie analogique. Ce ne sera pas long à  faire, vu que j'ai déjà  les schémas... reste à  les séparer en deux (feuille 1 feuille 2).

Sinon, petit point sur la partie numérique:
l'objectif et de faire un pcb que je pourrais moduler dans le futur. Le µC utilisé serait le stm32f103RB, disposant de 51 broches utilisables (le reste, ce sera l'alimentation, etc...).
L'avantage, ce que je pourrais améliorer cette alimentation en changeant juste la partie analogique (voir même rajouter une).
Je compte aussi mettre en place une isolation galvanique (c'est le seul point qui m'empêche d'avancer, mais ce n'est qu'une question de choix de composant, à  présent).

Donc, afin d'arrêter de m'éterniser, je fait cette dernière amélioration, et fini de tergiverser, je teste le tout en condition réelles. Donc pas de pré-régulation pour cette fois ci. (mais plus tard...)

Sinon, pour l'ovp: serai-ce pertinent (et utile) si je compare la tension de consigne avec la tension de sortie de l'alimentation, et que je coupe cette dernière en cas d'anomalie (dépassement de la valeur voulue, et pas l'inverse) ?
De plus, je compte implémenter un bouton 'verrouillage des réglages', au cas ou.
Pour la failSafe, je vais voir tout ça.


Merci beaucoup pour votre schéma, et oui ces informations me sont très utiles! Jolis pcbs, en tout cas :)


Donc, le temps de trouver un financement (j'ai trouvé un travail, reste plus qu'a le faire), et je pourrais Enfin faire quelque chose.

Bonne soirée à  vous,

Cécile

Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le octobre 25, 2019, 04:31:28 am
Bonjour Cécile !

Concernant la séparation en 2 PCBs de ton projet d'alim, tu es dans la bonne démarche. Cela te permettra:
- de tester aisément la partie analogique seule qui est le coeur de ton alim. Dans la mesure où tu auras prévu sur cette carte analogique tous les points d'entrée, de sortie et de mesure, elle ne devrait pas avoir besoin d'évoluer sauf si tu veux plus de tension, de courant, etc.
- de faire une carte numérique séparée que tu pourras faire évoluer au cours du temps avec de + en + de fonctionnalités
et, AUSSi, de séparer les circuits d'alimentation des 2 parties.
Ici, je ne vois pas pourquoi tu aurais besoin d'une isolation galvanique. Peux tu être plus précise ? J'en ai une dans ma dernière alim mais c'est le mode de fonctionnement de l'ACS712 qui veut ça.

OVP:
Ta proposition est valide à  condition que tu ne passes pas par ton µC pour des raisons de temps de réponse...!
J'attire ton attention sur le fait que cette OVP doit être "définitive": une fois déclenchée, elle doit rester dans son état "défaut" et c'est à  toi qu'il appartient de la réarmer après diagnostic.
Le Crowbar à  thyristor de tAoE est le bon principe: rapide (autant que le fusible qui doit "sauter"). Sur un autre fil, st3ph et Bertrand réparent une alim HP6632 http://forum.bidouilleur.ca/index.php?topic=581.msg3270#msg3270
Je joins en PJ la partie schéma de sortie que st3ph avait fournie. Le service manual est disponible sur le net si tu veux l'alim complète. D'ailleurs sur le bout de schéma, tu verras que les HP boys mettent en // sur la sortie un condo de 470µF (position intitulée Norm) (ceci pour valider une affirmation que j'avais faite sur ton autre  fil à  l'attention de Ksyrium: il y a bien chez les constructeurs sérieux un condo de sortie assez conséquent, quitte à  le déconnecter si besoin).
Ksyrium envisageait un relais pour réaliser l'OVP, why not ? ( j'ai un géné RF Marconi qui dispose d'une protection en sortie par relais en cas d'injection de plus de 20W RF si on connecte un émetteur récepteur dessus: je confirme que ça marche...j'ai mis 30W en VHF Marine dessus par erreur de manipulation !).

-FailSafe: (c'est le terme utilisé même par des français...) Le nom dit bien ce que c'est : "Mise en situation de sécurité en cas de défaut" (un peu long...). Dans mon cas c'est une partie de l'OVP qui ne concerne qu'un défaut de la tension de référence ( cas où le LM317 serait en CC ou défaut sur les potards de réglage de Vreg: la diode zener de 8.2v et le MosFet BS170 (V_threshold mesurée d'environ 2.2v) conduisent pour V_FailSafe > 10.4v et mettent la tension de sortie à  0v mais ça ne protège pas, par exemple, d'un des 2 transistors de ballast en CC.
Bertrand vient d'ailleurs de faire un vidéo flash sur les potards montés en rhéostat...

Bonne continuation !

Yffig
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le octobre 26, 2019, 05:07:22 am
Bonjour,
Voici une synthèse conclusive (en 2 parties) des tests menés sur la prérégulation par alimentation à  découpage 40V-3A (avec un véritable LM2596 en boitier TO220-5, pas un clone chinois) avec un dispositif de contrôle de la tension de déchet (drop out voltage) sur le transistor ballast d'une alimentation linéaire afin de réduire drastiquement la puissance dissipée dans cette alimentation linéaire
L'objectif essentiel était de regarder quelle "pollution" était induite dans l'alimentation linéaire asservie par le découpage à  150Khz du LM2596.

Pour ce faire, j'ai:
-utilisé une alimentation linéaire de 40V/6A comme source primaire afin de minimiser l'influence du résidu à  100 Hz
-réalisé une autre alimentation linéaire 35V-5A qui sera alimentée par le prérégulateur à  découpage et lui fournira l'information nécessaire (image de la tension de sortie)
-réalisé une carte avec une régulation à  découpage LM2596 disposant d'un contrôle de la tension de sortie, tension asservie sur  la tension de sortie linéaire.
Ces 3 blocs sont interconnectés selon le diagramme fourni en PJ (Test Set Up).
Le schéma de l'alim 35v-5A a été publié sur ce fil le 21/10 (PS0-35V 5A finale)
Le schéma du prérégulateur LM2596 et de son contrôle est en PJ  (PreRegulator LM2596 V2)
(Nota: le logiciel Express_PCB n'admettant pas les caractères accentués, les commentaires sont rédigés en anglais..., sauf lorsque le schéma a été repris dans Paint).

Dans un premier temps, la tension désirée de Drop out (Vce du transistor ballast a été réglée à  3.5V pour 15V en sortie linéaire.
3v auraient suffit mais je tiens compte de la chute de tension max de 0.6V sur la résistance d'OCP RS1 (0.2hms).
Cette tension de drop out varie alors de 3.2v pour V sortie = 0v à  3.8v pour V sortie = 30v soit une variation inférieure à  +/- 10% de cette tension de déchet. Cela veut donc dire que le transistor ballast ne devra dissiper que moins de 12W au maximum (3.8V x 3A limite du LM2596-ADJ).

Tous les mesures à  l'oscilloscope sont effectuées avec une sonde en mode "queue de cochon" pour minimiser les inductions par le fil de masse de la sonde (ça fait une vraie différence !) (cf photo Scope Pigtail Probe).

Dernier point: comme indiqué sur le schéma d'interconnexion, des tubes de ferrite ont été placés à  l'entrée et la sortie du régulateur à  découpage pour réduire la capture de pics de commutation (là  aussi ça fait une vraie différence) (cf photo Ferrite Rings en PJ).

Voilà  tout est prêt pour les résultats et l'analyse que j'en fait qui seront publiés très certainement demain.

Bon week end à  tous et à  toutes

Yffig
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le octobre 27, 2019, 05:49:29 am
Bonjour
Voici donc une série de relevés sur les signaux "parasites" de l'association PréRégulation à  découpage et Alim linéaire classique selon le schéma suivant:
       
 Source (CC) --->  Alim à  découpage --->  Alim Linéaire ---> V régulée
                                  ^                                                              V 
                                  ^_______________________________V   

         => asservissement de la tension de sortie de l'alim à  découpage par la tension de sortie régulée souhaitée afin de conserver
               une tension de déchet sur le transistor ballast faible et quasi constante.

Les charges utilisées sont uniquement résistives par combinaison de 2 résistances de 8 ohms -100W montées sur radiateur.
En effet les essais préliminaires avec une charge active de 60W (la même que celle testée par Bertrand, cf. EB#115) montre que celle ci induit ses propres parasites de commutation sur la sortie de l'alim et pollue les relevés. De même je crois que Cyrob a constaté le même type de "pollution" sur une charge active d'un autre "calibre".

Les formes d'onde relevées sur Rigol DS1054Z de bande passante 50 MHz sont pour les 3 cas suivants:
- sortie à  20v, pas de charge , sauf résistance de "saignée" de l'alim linéaire de 680 ohms soit environ 30 mA
- sortie à  20v, charge de 16 ohms, courant de sortie 1.25A
- sortie à  11.6V,  charge de 4 ohms, courant de sortie de 2.9A soit un peu avant la limitation de courant de 3A du régulateur à  découpage LM2596.

Pour chaque cas seront présentés:
- tension parasite sur sortie régulée linéaire
- tension parasite sur sortie découpée = entrée de l'alim linéaire
- tension parasite sur l'entrée de l'alim à  découpage

Les relevés sont divisés en 3 posts différents (à  0A, à  1.25A et à  2.9A) dont celui-ci à  0A.
Donc à   courant quasi nul:
- la sortie linéaire est propre (moins de 1.5mVpp de bruit) alors que l'alim à  découpage délivre en permanence des séquences de burst à  150KHz (période de 6.4 µs) mais d'amplitude relativement faible (max 8.6mVpp). C'est la situation que les alims à  découpage de ce type "aiment" le moins avec très peu de courant consommé.
- l'alim à  découpage ne pollue que très peu la source ( max de 2.2mVpp).

(posts à  suivre)...


Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le octobre 27, 2019, 06:11:15 am
Deuxième cas: courant de 1.25A sous 20V

- la sortie linéaire présente les classiques pics parasites qui interviennent à  chaque fois que le courant s'inverse dans la self accumulant le champ magnétique (toujours avec la récurrence de la fréquence de découpage de 150 KHz)
Néanmoins à  moins de 11mVpp:
- c'est excellent pour l'alimentation de circuits numériques dont l'immunité au bruit est bien supérieure
- tout à  fait utilisable sur des circuits analogiques avec un filtrage/découplage si besoin de très faible bruit à  faible courant

- la sortie à  découpage produit des bursts de moins de 20mVpp qui sont plutôt très bien filtrés par l'alim linéaire sauf lors de l'inversion du courant dans la self

- l'alim à  découpage pollue la source de manière notable (près de 50 mVpp lors de l'inversion du courant dans la self) avec une forme d'onde très classique.

Ma conclusion ici est que l'alim linéaire apporte un plus mais que la régulation à  découpage est par elle même de très bonne qualité

Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le octobre 27, 2019, 06:48:42 am
et dernier cas: courant de 2.9A sous 11.6V
Attention les échelles verticales ont été doublées....!

Les signaux parasites sont du même ordre qu'à  1.25A avec les mêmes conclusions.
Seule la pollution sur la source est plus élevée mais cela paraît logique (environ doublée mais à  courant plus de 2 fois supérieur et c'est à  moins de 71mVpp).

En conclusion générale:
L'ensemble donne de très bons résultats MAIS.....
1-l'alimentation à  découpage seule est déjà  très bonne toute seule (NB: c'est un vrai LM2596 en TO200-5, pas un clone chinois, constuite avec des composants selfs et condos de qualité (cf la liste "Bill of Materials") design facile avec le WeBench Power Designer de Texas Instruments
2-La source CC utilisée pour les tests est une alim linéaire double 2*20V-6A qui m'a coûté au min. 100€ (transfo, filtrage et radiateurs). Mon interrogation est alors:
Et si j'utilisais une alim à  découpage 240V AC / DC 36v-5A de référence XW-DC2416 de plutôt bonne facture, à  moins de 15€ livrée domicile, que beaucoup sans doute connaissent sous les variantes 24V-9A ou 12V-13A ?
Eh bin, je vais regarder ça et publier si cela en vaut la peine

Cordialement

Yffig


Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le octobre 28, 2019, 08:59:06 am
Bonjour à  toutes et à  tous !

J'ajoute au fil la distribution spectrale du bruit de commutation en sortie linéaire (courant de 2.9A sous 11.6V).
Pas la peine d'aller plus loin que 9 MHz, il n'y a quasi plus rien...
Pour les aficionados du super clean, faudrait donc filtrer de moins de 150 kHz à  presque 10 MHz...Vaste programme aurait dit un homme politique français célèbre !

Yffig
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: loulou31 le octobre 29, 2019, 09:31:55 am
Bonjour,

Filtrer le signal en sortie avec une ou plusieurs cellules LC devrait résoudre le problem et est assez simple. Il faut des selfs avec un fil assez gros et eviter de saturer le noyau magnétique avec le courant continu.
 Le plus difficile est d'atténuer le rayonnement electromagnétique (surtout magnétique car l'origine est dans les courants qui sont commutes : di/dt)  qui se propage dans l'air et que l'on vient récupérer à  plusieurs dizaines de cm de l'alimentation. Pour cela il faut enfermer dans un un blindage magnétique ( acier) l'alimentation, du moins l'endroit où il y a des courants de commutation avec des frequences et harmoniques issues du decoupage.

Jean-Louis
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: papyblue le octobre 29, 2019, 01:42:13 pm
Bonjour Loulou31,

Vous avez raison en évoquant l'aspect rayonnement. Pour que le blindage soit efficace les entrées et sorties de la zone blindées doivent se faire avec des traversées filtrantes.
Ces quelques millivolts qui vont vite doubler la facture !
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le octobre 29, 2019, 02:49:15 pm
Bonsoir jean Louis et PapyBlue !
Vos commentaires sont pertinents mais vous sortez du contexte de ce petit sous projet d'évaluation d'une prérégulation.
Mon objectif n'était de proposer une réalisation professionnelle du sujet mais d'évaluer sur table.
J'ai pris le maximum de précautions:
-la carte SMPS LM2596 possède déjà  un 1er filtrage LC (L2+C_filter du schéma). J'ai pris les valeurs recommandées par TI et j'ai constaté que L2 était bien efficace. Les 2 selfs de cette carte ne sont pas blindées (pas dans le cataloque de mon fournisseur Reichelt) et comme elle sont proches, je les ai placées perpendiculairement afin de minimiser le couplage.
-de plus j'ai ajouté sur les liaisons volantes de cette carte des noyaux de ferrite et une VK200 dont l'efficacité a été vérifiée.

Les tests à  2.9A montrent que la résiduelle de commutation en sortie est de 10mVpp ce que je considère comme excellent.
J'ai tenu à  ajouter un spectre pour connaître la répartition spectrale des harmoniques.
Mon commentaire:
"Pour les aficionados du super clean, faudrait donc filtrer de moins de 150 kHz à  presque 10 MHz...Vaste programme aurait dit un
homme politique français célèbre !"
n'est pas gratuit. Tout simplement parce que, moi, j'ai fait l'exercice de filtre LC après l'alim ce que Loulou n'a pas fait.
Pour filtrer correctement, une self en série doit avoir une SRF (fréquence de résonance propre) de 20 MHz min avec un Isat d'au moins 5A, une DCR faible => mon fournisseur m'indique une Fastron PISR de 15µH Isat 8A et DCR 35 mOhms.
Le C qui va avec pour filtrer correctement à  partir de 100 KHz est disons 1µ.
Je sais ce que vaut un céramique traversant de 1µF: j'ai des relevés déjà  VNA (cf PJ). Sa SRF est de l'ordre de 1 MHz.
Donc ce filtre ne couvre pas la correctement la gamme. Ajouter un 10n en //... why not ? Blinder le tout... why not ? Ajouter une 2ème cellule LC.... why not ? Vérifier que le tout se comporte efficacement...., why not ? Changer de fournisseur,,...why not ? etc
Comme je l'ai précisé, j'ai fait un projet sur table et je suis satisfait du résultat obtenu.
On peut, sur le papier, proposer plein d'options mais faut les réaliser et les tester !
Cordialement
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: papyblue le octobre 29, 2019, 03:50:33 pm
Bonsoir Yffig,

Vous avez raison, les résultats obtenus sont excellents et je pense qu'une telle alimentation couvre 99,9% des besoins. En tout cas, pour de la bidouille, je ne vois pas l'intérêt de s'acharner sur le bruit résiduel.
PB   
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Skull1 le octobre 31, 2019, 01:13:54 pm
Bonsoir à  vous toutes & tous,
Pour une question bidouillage, c'est très honorable Yffig, je suis ce post ouvert par Cécile puisque je suis aussi sur l'étude et la réalisation d'une alimentation 2x0-60V 2x10A flottante linéaire.
Actuellement je potasse sur la pré-régulation de celle-ci.
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le octobre 31, 2019, 03:50:09 pm
Bonsoir Skull1 !

Content de savoir que mes petits travaux persos peuvent présenter un intérêt (à  part surtout celui de Cécile).
J'ai fait ce sous-projet pour:
- filer un coup de main à  Cécile dont j'apprécie la curiosité intellectuelle, les qualités de rédaction (orthographe et  grammaire) et la pertinence des questions
- et, comme on dit, pour "mourir moins con" !
J'ai pas la science infuse, j'ai des connaissances par formation en matière d' Electronique & Télécoms et de l'expérience . C'était la 1ère SMPS de ma dèjà  longue vie (y'a toujours une première fois), je suis assez content de ma méthode de tracking linéaire (en particulier comparée au tracking par photocoupleur présenté par Cyrob, bien que la sienne possède un avantage majeur: elle est indépendante du mode de "Current Sensing (HiSide/LoSide)".

Je suis curieux de:
- savoir à  quoi est destiné un bloc linéaire de 600W...
- quelle architecture envisages tu ? (sauf si c'est Business Confidential...)

PS: Je vois que nous sommes plutôt proches voisins (en plus j'ai eu de profondes attaches familiales à  Pont-Aven).

Au plaisir de te lire

Yffig
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le novembre 02, 2019, 06:27:28 am
Bonjour à  toutes et à  tous !
Pour clore ce sous chapitre Pré Régulation d'une alim linéaire, voici les derniers résultats que je fournis:

1- La source alimentant le Pré Régulateur est une alim SMPS 240V AC / DC 36V-5A modèle WX-DC2416. Elle permettrait de remplacer le transfo 240v/30V 100VA typique qui alimente normalement l'ensemble présenté (Pré Régulation LM2596 3A max + Alim Linéaire 0-35V 5A avec limitation de courant). Cette alim SMPS se trouve à  # 11€ sur AliExpress en version 36V-7A (par exemple :
https://fr.aliexpress.com/store/5021056?spm=a2g0o.detail.1000002.2.432c1256ZLLzzs )

2- L'ensemble est alimenté par un transfo classique en 26V AC en charge, transfo de 180 VA soit presque 7A. Pas le même prix que la WX-DC2416...environ 50 €.

Résultats relevés en sortie de l'alim linéaire réglée à  11.6V pour débiter 2.9A sur une charge résistive de 4 Ohms 200W:

-cas 1 (PJ: Lin à  11.6V - 2.9A 1.png):
Nettement plus polluée par les pics de commutations de fréquence 50 KHz (celle de l'alim WX-DC2416), amplitude 30mVpp.
Cela pourrait être presque acceptable selon les besoins MAIS le problème MAJEUR est que le MOSFet du ciruit primaire de la WX atteint plus de 80°C au bout d'1 à  2 minutes. Inacceptable ! On peut toujours espérer changer le radiateur du MOS mais, encore une fois, malheureusement, on a affaire à  des WATTS CHINOIS....!

-cas2: Transfo 50 HZ (PJ Finale AC26V @ 2.9A.png)
On retrouve, même en un peu mieux, les résultats obtenus avec une source linéaire: moins de 10 mVpp de pics résiduels pour 11.6V de tension régulés soit mieux que 0.1%, Résultat que l'on peut qualifier de très bon, je cite: Robert Kollman, senior applications manager and distinguished member of technical staff at Texas Instruments.(He has more than 30 years of experience in the power electronics business and has designed magnetics for power electronics ranging from sub-watt to sub-megawatt with operating frequencies into the megahertz range.)
"Some low-noise applications may require the power supply output ripple voltage to be less than 0.1 percent of the output voltage"

Bonne journée

Yffog
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Skull1 le novembre 10, 2019, 05:45:24 am
Bonjour Yffig,
C'est une demande particulière d'une entreprise de spectacles sur ma région.
Pour le moment le cahier des charges est clos, les besoins sont identifiés...
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le novembre 22, 2019, 08:12:31 am
Bonjour,
voici la première version de la partie numérique de l'alimentation, basée sur un µC 64 broches STM32f103RB.
Cette carte d'une taille de 75x100mm inclut :
- une partie alimentation, 3.3V et 5V, avec une OVP (3.6V et 5.5V), et une OCP (fusible réarmable)
- coté utilisateur, 12 broches son disponibles, en plus de deux emplacements pour encodeurs logiques, ainsi que deux ports I2C et SPI réservés à  un écran
- coté alimentation, Du SPI, de l'I2C, et 16 broches disponibles
- un buzzer avec oscillateur intégré
- 3 Leds (pour afficher d'éventuelles erreurs)
- 8ko d'EEprom

Petit point sur l'OVP: Le courant qui circule dans le triac une fois la protection enclenchée est d'environ 850mA, avec les tension de déclenchement données précédemment. Attention, le triac chauffe... Beaucoup!

Je publie aussi le premier essai du routage, que je pense refaire.

Petite chose : en charge (100mA), le 5V perd 0.2V (on passe de 5.1 à  4.87V). Sur le coup, je ne sais pas trop d’où cela vient (test réalisé sur breadboard), mais c'est assez gênant.
Test réalisé avec une tension d'entrée de 12V provenant d'une alimentation 12VDC 3A.

Bonne soirée!

Cécile

Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le novembre 22, 2019, 02:03:27 pm
Bonsoir Cécile !

Bonne idée que de commencer par la carte alim aux et µ-Ctleur, c'est celle qui aura le moins besoin de modifs (if any ! ;) )

Comment fais tu pour tester l'OVP (à  part faire varier R15 et R17) ? Une fois que le triac est passant , ton fusible doit "sauter" et ton triac n'est plus alimenté, donc il peut pas chauffer...! Si tu testes sans fusible...(?), bin oui, ton LM317 est en court circuit permanent et ton triac en TO-92 tire le max de courant et ce n'est qu'un 1A...

Je vois que tu as pris le schéma d'application CrowBar de la DataSheet TI (p22) (ou chez un autre fabricant): j'ai jamais essayé...  et j'ai pas analysé le schéma à  vue de nez. Par ailleurs, le condo n'est pas placé comme tu l'as mis.
(Nota: tu as sans doute déjà  constaté que la TL431 est à  Vref=2.5v versus la TLV431 qui est à  1.25V comme le LM317, sinon fais y gaffe)

Bertrand a fourni pour son EB#208 (LM317, Courant augmenté), deux modèles Spice pour LM317 et TL431 ... Amuse toi à  simuler avec le TRIAC générique donné par LT-Spice (dans le répertoire Misc) (en faisant d'abord un test de déclenchement du triac seul avec un Voltage Sweep sur la gâchette pour connaître son seuil et l'intégrer dans les calculs...versus le Z0103MA 1AA2 qui est un 1.3V 35mA )
ST ne fournit pas de SPICE Model pour la bébête malheureusement (ou j'ai pas trouvé du 1er coup)
Avec une sim tu pourras sans doute voir le pb de la chute de tension.

Bon week end

Yffig
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le novembre 22, 2019, 03:16:53 pm
Re,
Je viens de regarder la datasheet du MF-MSMF050-2 que tu utilises...C'est pas un FUSE, C'est une PTC....!  ;D
Donc il ne saute pas, il change de valeur de résistance, le courant continue à  passer... Tu m'étonnes que ça chauffe !
https://fr.wikipedia.org/wiki/Fusible_r%C3%A9armable_PTC
Regarde le lien que je donne sur un autre fil:
https://www.reichelt.com/fr/fr/fusible-cms-avec-support-super-rapide-0-25-a-smd-hasf-0-25a-p23925.html?
C'est du fuse SMD sur support SMD, ça existe en version super rapide et tu peux le changer sans rien dessouder, encore que je mettrais un fuse rapide en SMD sur le PCB et une petite led SMD derrière sur le PCB pour indiquer si la tension 5v/3.3v est présente, sinon => fuse cramé (et ça devrait pas se produire souvent mais c'est vrai que si ton LM317 venait à  fondre, il vaut mieux éviter de tout cramer derrière...)
Il faut que tu revoies ton test sans ce truc !

Bonne soirée.

Yffig
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le novembre 23, 2019, 12:58:35 pm
Bonsoir,
Bon, j'ai tout revu, testé, et tout fonctionne.
J'ai testé avec un fusible classique avant le lm317, de 500mA (valeur expérimentale, je pensais à  2A pour le projet réel). L'OVP a été fixée à  5.5V, et elle fonctionne parfaitement: une fois cette valeur dépassée, le triac conduit, ce qui enclenche le fusible.
Protocole: je met mon LM317 avec ses res, les composants de l'OVP, puis je court-circuite la première résistance de feedback du lm317. Sa tension de sortie dépasse donc largement les 5V donnés, ce qui actionne l'OVP. La tension de sortie finale (après l'OVP) est surveillée par mon DMM (uni-t 61E).
Second test: je ne prends que la partie OVP, dont j'augmente la tension jusquâ€™à  atteindre la tension de coupure. Cette tension provient d'un LM317 (soudé, avec un potentiomètre pour le réglage).

Sinon, le schéma provient de tAoE, chapitre 9, page 691, schéma qui a l'avantage de ne pas utiliser de zener!
J'avais choisit cette PTC car elle était utilisée sur l'arduino, je ne pensais pas que la chute de tension engendrée serait si grande...

Pour la dissipation du lm317 en Court-circuit, étant donné que le fuse va s'actionner en peu de temps (6ms pour un 'very fast'), il devrait le supporter, non?
Et en usage normal, le 5V ne devrait pas consommer plus de 500mA (si l'écran est alimenté par 5V, donc grand max) idem pour le 3.3V, 1A au total en usage normal, d’où le fusible à  2A.

"C'est du fuse SMD sur support SMD, ça existe en version super rapide et tu peux le changer sans rien dessouder"
Je pensais plutôt utiliser un classique, que j'ai déjà , et qui ne devrait pas poser de soucis :)



Un problème auquel j'ai songé: la tension de sortie des DACs que j'utilise (MCP4725) va aussi chuter si le 3.3V qui les alimente chute, ou varie. Par exemple; une chute de tension de 3.3V à  3.28V donnerai une chute de tension en sortie d'approximativement 0.1V (selon ce que je vais faire, mais grosso modo, c'est ça), sans parler du bruit généré par l’écran et les composants numériques. Il me faudra donc une autre alimentation 3.3V, très stable cette fois, avec peu de courant en sortie. A voir durant la conception de la partie analogique... un aop devrait suffire (besoin de courant estimé à  10mA).

Bref, je modifie tout ça, bonne soirée à  vous !

Cécile
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le novembre 23, 2019, 03:30:01 pm
Bonsoir Cécile

Effectivement, il fallait revoir tes 2 alims... Donc, ça marche... Bravo !

- Question fusibles....: je procède par "trial & error": Au départ j'alimente avec une Alim de Labo => je connais le courant nominal (le fuse est en short  8) ). J'essaie avec un fuse de valeur supérieure de 50% environ...Rapide ou Tempo ? Ça dépend du circuit (temporisé si il y a beaucoup de condos derrière , rapide sinon). J'utilise tout un jeu de 5*20 mm (ex: https://www.reichelt.com/fr/fr/assortiment-de-fusibles-fins-5-x-20-mm-retardement-moyen-sortiment-mtr-p19297.html?r=1) et je rachète une boîte de 10x  quand la boite est à  moitié vide. Ensuite je passe à  la valeur inférieure, si ça tient... je réitère jusqu'à  ce que j'atteigne un peu plus que la valeur nominale mesurée. Je reste sur cette valeur sauf si il finit par sauter auquel cas je repasse à  la valeur immédiatement supérieure. Quand au temps de réaction du fuse... j'en sais rien !
L'emplacement du fuse serait plutôt en aval du LM317, en amont c'est plutôt pour une PTC  mais je ne saurais pas trancher définitivement. Comme le LM317 est en fait un circuit "flottant", courant d'entrée et courant de sortie ne différent que de qq mA donc autant le mettre après, tu lui éviteras le choc thermique jamais très bon pour son MTBF.
Sinon fuse SMD ou en verre sur PCB ?, j'ai pas de religion, c'est sans doute plus facile et moins cher en fusible "verre".


- Protocole de test: je crois comprendre que tu court-circuites la ref du LM317 (entre pins Out et ADJ), non ? Pas très orthodoxe....Tu as peut être consulté le fil que j'ai créé sur le LM317.... Faut pas trop le chatouiller quand même (cf ton second test).
Autant je lui fais une confiance absolue en mode tension fixe ou tension légèrement ajustable, autant en mode "je balaie toute la gamme avec un mono-tour"..j'ai eu pas mal de cadavres  :'(

- le DAC qui fournit la tension de référence et donc la consigne doit bien sûr être sur la carte analogique avec une alimentation "nickel". Mais n'oublie pas que tu dois pouvoir tester ta carte analogique seule, donc...prévoir de pouvoir remplacer ta sortie DAC par un potard à  partir d'une source très stable (un LM317 le fait très bien même en To92/SMD ou un AMS1117 en SMD).

-Peux tu poster tes implémentations sur PCB en couleur ? Combien de couches ? As tu un plan de masse ?

Bonne continuation !

Yffig
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le novembre 25, 2019, 01:45:03 pm
Bonsoir,
Voilà  le pdf du pcb. J'essaierais d'obtenir qqchose de plus clair pour un prochain post
En deux couches, avec un plan de masse sur la face inférieure. MAIS: il me reste à  'retourner' le µC: toutes les broches avec ADC sont du coté interface utilisateur, alors que j'aimerais qu'elles soient de l’autre.

-Question fusible, je testerais une fois le pcb entre mes mains. Au vu de la taille du pcb, je n'ai préféré n'en mettre qu'un pour les deux LM317 (à  voir le schéma du précédent post).
Pour le temps de réaction, je ne pense pas que ce soit un soucis: tout ce que l'on risque, c'est que le triac chauffe un peu plus, mais il y survivra... Reste les lm317... Mais dans le doute, j'en mettrais un rapide.

-Protocole de test: tout à  fait, je CC la ref du LM317, et ce n'est pas orthodoxe :)  Je ne ferait plus ça quand j'aurais mon alim de labo, promis ;)
et oui, j'avais suivi votre post sur le LM317, mais bon... J'avais juste besoin entre 4.5 et 6V.

-Pour le remplacement de ma sortie DAC (d'ailleurs je ne sais pas si ça a été bien clair, mais les DAC et ADC seront sur le pcb analogique) par un potard, je comptais mettre un TesPpoint ou qqchose du genre.

Bref, je commence la partie analogique, qui sera plus courte (moins de modifications à  faire).

Merci pour votre aide, et bonne soirée!

Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le novembre 25, 2019, 02:10:31 pm
Bonsoir Cécile,
C'est vraiment chouette les outils CAO d'aujourd'hui... !
- Tes LM317T sont" horizontaux", "collés" au PCB...et sans radiateur ? Dans ces conditions la Rth jonction-ambiance est de 50°C/W selon la DS et même plus car un coté de la languette métallique n'est pas à  l'air libre..., vérifie bien que tu n'auras jamais 2 ou 3W à  dissiper (ce qui risque d'être le cas en OVP le temps que le fuse saute).
- DAC & ADC sur partie Analogique ? DAC oui puisqu'on ne les voit pas sur tes schémas mais ADC ? Ils ne sont pas dans le STM32 ?
Bonne soirée
Yffig
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le novembre 25, 2019, 03:29:43 pm
Bonsoir,
j'ai oublié les explications!! Nous avons à  droite l'entrée AC, qui sera redressée par un pont de diodes (boitier DIP4), puis filtrée par la grosse capa. Ensuite, les tensions sont régulées par les deux LM 317, entourés (en bas) par leurs résistances 'de réglage' et par leur OVP à  leur droite.
Les connecteurs du bas sont ceux pour le coté alimentation, ceux du haut pour l'interface utilisateur. Les résistances + capas au milieu en haut sont celles des codeurs incrémentaux.
La briquette grise avec plein de broches est bien entendu le STM32, avec sont quartz de 8Mhz, le bouton RESET et les pins de test (bas gauche). Enfin, nous avons un cylindre gris (à  gauche) qui n'est autre que le buzzer, et un boitier DIP8 (en haut à  droite) qui est l'EEProm.

-pour les LM317, j'ai bien prévu des radiateurs, je n'ai juste pas trouvé leurs modèles 3D. Cependant, vous pouvez voir que les composants (notamment les transistors) sont légèrement écartés des LM317, pour cette raison. pour la puissance dissipée: pour 9V en entrée et 3.3V sous 500mA en sortie, nous avons une dissipation d'environ 3W (en gros). Mes radiateurs sont à  20°C/W, donc je serais vers 60°C maximum (et je compte en prendre des plus gros qu'actuellement). Ah, et si les LM317 sont couchés, c'est pour pouvoir superposer la carte analogique sur la numérique en cas de manque de place dans le boitier.

-Oui, il y a des ADC dans le STM32, MAIS: les signaux logiques devront parcourir des cables (mettons 10cm) juste à  coté d'un transformateur... pas tip top... De plus, j'ai quelques MCP3422 en réserve, qui offrent l’opportunité d'une mesure différentielle, et avec une résolution réglable (de 12 à  18 bits), ainsi qu'un PGA. Mais oui, c'est plus cher...

Bonne soirée!

Cécile
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le novembre 25, 2019, 03:56:57 pm
Je vais encore te taquiner avec 2 questions:
- isolation des boitiers LM317 (où se trouve Vout)  = OK ?
- si tu arrives à  souder ton STM32xxx, pourquoi tu mets pas des résistances/ condos/diodes SMD aussi ? il y a un gain de place conséquent à  faire, même si ton plan de masse reste côté "gros"composants. D'ailleurs t'est il possible de poster le dessin de tes couches séparément.

Bonne nuit
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le novembre 26, 2019, 02:45:44 pm
Bonjour,

pour vos deux questions:
1) tout à  fait! le seul risque, est, je pense, que les radiateurs se touchent, ce qui est impossible, puisqu'il seront vissés au pcb.
2) oui, mais ce serait inutile: les connecteurs (que je laisse en classique 2.54mm) prennent beaucoup de place, conditionnant ainsi la taille du pcb.

Petits changements: j'ai remis deux capas pour le filtrage au lieu d'une, et j'ai déplacé l'EEprom.

Voilà , bonne soirée!
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le novembre 26, 2019, 02:48:03 pm
voici les documents! (1)
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le novembre 26, 2019, 02:49:57 pm
et voici le reste (2)
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le novembre 26, 2019, 03:36:08 pm
Bonsoir Cécile!
Je te fais un retour rapide parce qu'il y a une ...ouille
!
- sur ton schéma, l'emplacement du fusible n'est pas bon !. Je crois me souvenir que je t'avais transmis un fichier .asc pour que tu regardes la pointe de courant lors de la charge des condos de filtrage (tes 2*1000µ). Sauf à  utiliser des condos "pourris" (ie à  résistance série de plusieurs zommes, au minimum 12 zommes chaque,  tu vas exploser ton fuse direct!. La place d'un fuse est après le filtrage. Donc il te faut: soit un seul condo (éventuellement réunis les 2), soit 2 fuses.
- apparemment , je vois 2 plans de masse, un de chaque côté....mais ils me paraissent:
1-bien "déchiquetés"
2- je vois pas où sont les vias qui les relient... (Je ne sais pas forcément lire tes couches car le bleu électrique que tu utilises me "pète les yeux" (ça c'est pour moi...)
Faut essayer de ne pas trop déchiqueter un plan de masse...et ce sera encore plus vrai sur la partie analogique où tu auras des ampères (revois mes conseils concernant le routage du PCB et la masse en étoile).
Bonne soirée
Yffig
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le novembre 27, 2019, 03:44:36 pm
Bonsoir,
"Je te fais un retour rapide parce qu'il y a une ...ouille !"
Mais quelle andouille je fais... ::)
Voilà , c'est rectifié!

Non, le plan de masse n'étais pas en deux parties. J'ai cependant rectifié la chose, le voilà  plus 'uni'.
Mais je dois bien avouer que malgré tout, le routage me semble brouillon...
Voilà  les nouveaux docs, bonne soirée!
Cécile
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le novembre 27, 2019, 03:45:32 pm
voici la fin des documents:
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le novembre 27, 2019, 04:24:51 pm
Bonsoir Cécile,
Je viens de jeter un oeil (non, il n'est pas crevé.. ;) ) et OK pour la modif.
J'ai juste regardé tes pistes d'alim: bien larges OK. Améliores éventuellement celle qui conduit au 2° LM317
Il me semble que le 3.3v fait seulement les 3/4 du tour du PCB, tu pourrais boucler complètement sans pb, ça te ferait une espèce d'"anneau de garde" et ajoutes-y qq condos céramique de 0.1µ ou 10n de ci de là  (tu as la place)....Ça ne peut jamais faire de mal sauf à  la Bill of Materials mais tu n'es pas à  qq cents près, si ? Essaies aussi d'en mettre un pile poil à  chaque in et chaque out des LM317 (si tu peux).
Bonne soirée
Yffig
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: papyblue le novembre 28, 2019, 09:24:02 am
Bonjour Cécile,

Je me glisse dans votre "revue de pairs" pour dire que je trouve la piste 3,3V trop proche du trou de fixation de la carte et je vois là  un risque lors du montage si les vis sont métalliques.
Sinon, c'est un projet passionnant à  suivre !

PB
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le novembre 28, 2019, 04:12:01 pm
Bonsoir,
Suivant vos conseils, j'ai ajouté des capas de découplage, au niveau des connecteurs et des LM317.
Je vous fait suivre 3 images, celle globale du dessous et celle du dessus, puis une autre avec une vue de la piste 3.3V en surbrillance.

L'espace trous de fixation-piste a cette fois été respecté, sauf pour le plan de masse (pas trouvé comment faire).


"Sinon, c'est un projet passionnant à  suivre !"
Merci! Je dois bien dire que je suis étonnée que cela soit intéressant, il n'y a que des choses 'basiques', qui ont dû être vues et revues... Mais merci, c'est encourageant!


Voilà , commande ce weekend, montage et test d'ici 1-2 semaines selon le temps de fabrication.

Un dernier petit mot:
Je trouve ce genre de pcb très intéressant pour le développement de petits projets (avis purement personnel). Si ce projet vous intéresse aussi, n'hésitez pas à  me demander les fichier Gerber. Je compte par ailleurs réaliser une version 'miniaturisée', avec le petit frère du µC que j'utilise là , soit le STM32F130C8t6, qui aura aussi l'opportunité d'avoir un écran OLED 3x6cm sur son verso. Le pcb devrai avoir la taille d'une Arduino.



Le prix de tout ça:


µC:     7€      https://fr.farnell.com/stmicroelectronics/stm32f103rbt6/mcu-32bit-cortex-m3-72mhz-lqfp/dp/1447640

Quartz:   1.6€   5x XT9MNLANA8M    https://fr.farnell.com/vishay/xt9mnlana8m/crystal-8m-at-mode-hc49-4hsmx/dp/1611765

Capa de filtrage:     1.2 €  2x 105°C 7000H rubycon 1000µF 25V    https://fr.farnell.com/rubycon/25yxf1000mefc12-5x20/condensateur-1000-f-25v-20/dp/1144624?st=yxf

Pont de diodes:     0.5€     DF005M     https://fr.farnell.com/on-semiconductor/df005m/bridge-rectifier-1-5a-50v-4dip/dp/1700163?st=DF005

Fusible et porte fusible:     1€     fuse 1A verre

Capas de découplage 0.1µ:     2€     20x  0.1µF 50V   https://fr.farnell.com/kemet/c0805c104j5ractu/condensateur-0-1-f-50v-5-x7r-0805/dp/1414663?st=0.1u

Capas de découplage 10µ:    1€     5x 10µF 50V 105° 5000h   https://fr.farnell.com/rubycon/50yxf10mefc5x11/condensateur-10-f-50v-20/dp/1144632?st=yxf

Connecteurs (estimation, selon l'usage):     2€    5x Molex 5 broches https://fr.farnell.com/molex/22-27-2051/connect-header-5-voies-1-rangee/dp/9731679

Résistances:     3€     Prix approximatif !

Buzzer:     1.5€   

TL431:    1.5€    5x https://fr.farnell.com/stmicroelectronics/tl431aczt/ref-de-tension-shunt-2-495-36v/dp/3130132?st=TL431

Triac:     2.5€     5x  Z0103MA 1AA2    https://fr.farnell.com/stmicroelectronics/z0103ma-1aa2/triac-0-8a-600v-boitier-to-92/dp/9804579

diodes:    0.9€     5x  1N4007   https://fr.farnell.com/vishay/1n4007-e3-54/redresseur-standard-1a-1kv-do/dp/2547224?st=1N4007

encodeurs logiques:    3€   2x  https://www.rs-particuliers.com/WebCatalog/Encodeur_rotatif_mecanique____Incremental__24_impulsions_par_tour__axe_de_6_mm__Traversant-7377767.aspx

EEprom:   0.4€    https://fr.farnell.com/microchip/24lc64-i-p/eeprom-serie-64-kbits-400khz-dip/dp/9758054?st=24LC64

Pcb (sans frais de port):   3.5€   JLCPCB


Estimation du prix total: 33€
Petit commentaire: je n'ai pas compté les LM317, comme d'autres petits composants, mais je pense avoir surestimé le prix des résistances, par exemple, ou des capas (nous avons généralement ce genre de choses en stock). De plus, rien n'oblige à  mettre tout les composants, ni à  prendre des 105° rubycon... Ni du vishay!  Mais c'est mieux ;)

Voilà , je vous souhaite une bonne soirée, à  la semaine prochaine!

Cécile
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le novembre 29, 2019, 02:18:32 am
Bonjour Cécile !
Joli...!
C'est bien d'avoir fourni la BOM, Dave t'aurait félicité pour les Rubycon  ;) (il aime moins les céramiques multicouches MLCC...mais pas sous ces tensions: des 50V pour 3.3V et 5V, ça doit le faire)
Pour isoler le plan de masse d'éventuelles entretoises métal, tu as à  priori deux stratégies:
- soit tu le fait volontairement et tu veux que cette masse soit en contact avec le boîtier métallique => surtout pas de vernis de protection
- soit tu enlèves le plan de masse selon un disque de diamètre suffisant pour isoler tes trous de fixation (ça doit pouvoir se faire dans ton soft, non ?)
Perso, je n'utilise que des vis et entretoises M3 nylon et je raccorde la masse PCB au châssis si besoin et si j'arrive avec la terre sur mon alim.

On attend la suite avec impatience !

Bonne journée

Yffig
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le janvier 01, 2020, 02:19:40 pm
Bonsoir!

"Voilà , commande ce weekend, montage et test d'ici 1-2 semaines selon le temps de fabrication."
Eh bien, nous voilà  un mois plus tard, j'ai reçu les pcbs hier, j'ai tout monté, et tout fonctionne!
Il y avais juste une erreur sur le schéma: la résistance R16 était de 100ohm, ce qui donnait du 10V en sortie... Je l'ai remplacée par une de 390ohm, et en passant R19 par une de 1k (je passais de 5.2V à  5.05V).
Une fois cette erreur corrigée, tout est parfait. Les OVP on été testées (rip 2-3 fusibles).
Souder le STM32 a été plutôt simple, d'autant plus que j'ai une station à  air chaud, à  présent. Mais même au fer à  souder, ce n'est pas un soucis!

Ce que je retire de ce petit montage:

- Il faut que j'utilise plus de composants CMS: moins chers, plus faciles à  souder, soudure plus propre et plus rapide.

- J'ai utilisé un STM32F103RBT6 (7€), alors que j'aurais pu prendre un STM32F030R8 (1.8€), ce qui m'aurais largement suffit... Je testerais le F030, pour vérifier.

- Mon organisation au niveau des bibliothèques de mon logiciel n'est pas efficace, et peux causer beaucoup d'erreurs...

- utiliser de l'isopropanol (99.5%) pour nettoyer le pcb n'a pas fonctionné... Il y a des dépôts blancs sur les soudures, et le flux n'a pas été bien nettoyé.

- l'organisation des pins 'BOOT' du STM32 est mal fait (mais ce n'est pas un problème)

- J'ai mal vu le projet dans son ensemble: ce pcb est fait pour un usage trop général... De plus, mon approche de ce projet est mauvaise: j'aurais dû commencer par voir comment mettre tout ça en boîte!!! je me retrouve coincée, à  présent; Il est beaucoup plus dur de faire rentrer un pcb dans une boîte que d'adapter un pcb pour une boîte. Je voulais faire cela dans le mauvais sens car la 'mise en boîte' est une partie que je maitrise mal, c'est pire à  présent...


Parlons donc de mise en boîte, tiens!

Cette partie me pose soucis: comment faire un façade 'propre', en sachant que je n'ai pas les outils pour? De plus, quelle boîte choisir? comment savoir si elle est assez grande à  l'avance? comment fixer le transformateur (1.3kg qui vibre, quand même).
Sans compter les soucis de refroidissement...

Après réflexion, je pense prendre un boitier plastique (60€ le boitier acier, non merci) celui-ci en particulier:
https://www.tme.eu/fr/details/z17w-abs_bk/boitiers-avec-panneau/kradex/
Peu cher, dispose d'aérations, de quoi visser le pcb, possibilité d'enlever les panneaux avant et arrière.

Pour monter mon alimentation dedans, je pensais faire ainsi:
Remplacer les panneaux avant par des pcb adaptés (je sais comment faire, c'est résistant, possibilité de souder des boutons directement dessus...)
- Le panneau arrière permettras d’accueillir la prise secteur et son fusible, ainsi que le ventilateur (80x80mm)
- Le panneau avant aura l'écran oled directement encastré dessus, comme sur ce 'kit' (https://url9.fr/SFkSEQ), avec la nappe passant au travers pour trouver son connecteur à  l'arrière.
Les boutons de commande seront directement soudés sur le panneau avant: http://www.farnell.com/datasheets/2674773.pdf
etc pour le reste (encodeurs logiques, leds...).

En interne, j'aimerais faire un grand PCB sur tout l'intérieur du boitier, afin de minimiser les câbles, notamment. Sur ce dernier serait fixé le transformateur (avec de quoi minimiser ses vibrations) ainsi que toute électronique principale.
Pour refroidir les transistors de puissance, je pensais prendre un CR-201-75, donné à  2.6°C/W sans ventilation, et avec 3 emplacement To-220 (deux tip41C et un lm35DT):
https://www.mouser.fr/datasheet/2/303/sink_cr-1224095.pdf


MAIS IL Y A UN GROS SOUCIS: les vibrations du transformateur vont indéniablement finir pas fragiliser les soudures... Je ne sais pas à  quel point c'est important, mais je le prends en compte comme une faiblesse. Idem pour la face avant, si je soude des composants dessus, et que je dois sans cesse brancher/débrancher des câbles (fiche banane).
Et puis, la qualité du boitier proposé n'est pas folle-folle... Enfin de ce que je vois!
Enfin, les panneaux avant-arrière doivent faire 3mm, d'épaisseur, alors qu'un pcb en fait 1.6... Mais bon, je peux le 'caler'.



Bref, beaucoup de blabla. la partie analogique est quasi terminée (schéma uniquement), j'y ai rajouté une pré-régulation dont je parlerais dans un autre post.

Bonsoir et bonne année à  vous!

Cécile
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le janvier 02, 2020, 05:23:48 am
Bonjour Cécile et très bonne année... déjà  bien commencée !

Je réponds rapidement pour tout d'abord te féliciter: ça a de la gueule !

- des SMD plutot que des traversants: bin oui, je te l'avais recommandé..et en plus, toi, tu n'as pas eu à  percer  ;)
- j'ai de l'alcool isopropylique à  99.9%... que j'ai du commander par lot de 6 x 1L, tellement les pharmaciens ignoraient ce que c'était (sic), c'est cher et  ça ne marche pas si bien: j'utilise une bombe Nettoyant Flux de soudure KF ref.1019 de 400 mL depuis des années (on n'en consomme pas tant que ça et j'en ai fait des PCBs...) et ça, c'est top avec son pinceau grattoir. L'isoprop, je l'utilise pour mes lunettes et autres nettoyages (ex tapis de silicone après bidouilles dont soudure, désoudures.. là  c'est efficace).

Sur ta carte de contrôle tu as effectivement beaucoup de connecteurs à  mettre en place, sont-ce des "Dupont" ? Si oui tu as moyens de réaliser une carte d'interconnexion avec la carte analogique pour te simplifier le câblage mais l'idée d'une carte qui serait soudée au transfo et aux composants de la face avant (si j'ai bien compris) est une très mauvaise idée: indémontable  !(et c'est certain que cela va être nécessaire...). Fais usage de borniers à  vis par ex pour les connexions à  des éléments fixes (transfo, prises de sortie,...)

Un coffret avec faces av/ar en alu ce n'est pas si difficile à  travailler (pas beaucoup plus que de l'époxy FR4 1.6mm) (sur la partie acier, il y a quelques trous de qq mm à  percer pour fixer transfo, entretoises, etc..: ça se fait assez facilement). L'idéal c'est une perceuse sur support et un jeu de bonnes limes rondes et plates dans tous les cas.
Pour mes faces AV (et AR aussi), je dessine d'abord un gabarit que j'imprime et que je colle pour percer et limer.
Si besoin (et c'est fréquent) je fais d'abord une maquette en plexiglas de faible épaisseur (récup ou achat de plaque) pour m'assurer que tout "matche" bien. C'est assez cassant mais c'est destiné à  être poubellisé. Surtout ne pas découper du plexi ou plastique avec un fer à  souder....la panne sera vite amochée et perdue.
Pour les interconnexions des composants  sur la face avant, un PCB peut effectivement faire l'affaire (et même le support surtout vu les switches que tu penses utiliser, mais prévoit des connexions vers les autres cartes avec de la techno "Dupont" (mâles,femelles et petits câbles tous faits). La difficulté serait de "fixer" ce PCB sur la face avant sans percer...
Voilà  quelques éléments et j'attends avec gourmandise ton schéma de la partie analogique
Bonne journée.
Yffig

Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Skull1 le janvier 09, 2020, 02:31:18 pm
Bonsoir Cécile,
La carte est bien construite, bravo  :) c'est vrai que l'emploi de cms facilite le travail, mais je respect ton choix, après un mixte des deux solutions reste possible.
Projet à  suivre...
Cordialement David.
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le février 13, 2020, 08:59:20 am
Bonjour!
Bon, il est temps de finir ce projet, au moins la partie schéma du moins.
voici les deux liens vers les deux schémas:

https://mon-partage.fr/f/bwEtO16Z/
https://mon-partage.fr/f/Aa1PAE7e/

Le premier document pdf contient la partie numérique et la partie analogique principale (alimentation réglable) tandis que le document n°2 contient les deux alimentations de 3.3V et 5V secondaires.

Si ce type de partage de PJ pose problème, n'hésitez pas à  m'en parler (mes fichiers était trop gros pour le système de pj du forum, même avec utilisation de 'réducteurs de taille' type cleverpdf).



Je commence par expliquer le premier document, contenant le schéma de la partie numérique ainsi que la partie analogique principale.

Entrée secteur, tensions 12.7V 12V 24V 3.3V -5V +5V
En haut à  gauche, nous avons l'entrée secteur (J1 et J2) protégée par un fusible F1 ainsi qu'une varistance R1. La tension du secteur alimente un transformateur de 2x12V 80VA, dont la tension alternative en sortie est redressée et filtrée (DB1, C1, C3-C5) afin d'obtenir une tension de 12V et de 24V (attention, sans charge nous aurons 17V et 34V) ainsi qu'une tension de -5V.
La tension de 12V sert par ailleurs à  alimenter les LM317 VR1 et VR2 qui servent à  abaisser la tension à  3.3V et 5V.
A noter que les tensions de 12V et 24V sont protégées par des fusibles qui disposent d'un petit circuit de 5 composant, chargé d’allumer une led en cas de mort du fusible.

Pour la tension de 12.7V, nécessaire au fonctionnement de l'écran oled, j'utilise un tout petit transformateur (TR2) avec une petite régulation tout à  fait classique.

Étage de puissance et régulation:
Ces deux tension de 12V et 24V seront ensuite régulées par l'étage de puissance (Q4 Q5 Q8 Q10...). Cet étage de puissance contient par ailleurs l'OCP (Q8 R2).
L'étage de puissance est contrôlé par l'ampli op U4A, monté en non-inverseur avec un gain de 10. La tension de commande (donnée par U3) est donc de 0-2V pour 0-20V en sortie de l'alimentation.
Pour la régulation en courant, on utilise U4B monté en comparateur, avec une tension de commande délivrée par U7. le fonctionnement de cette partie est similaire à  ce que nous avons déjà  vu, ce ne sera donc pas plus détaillé.

Alimentation de l'aop de régulation
U4A n'est pas directement relié au +24V... Car sinon, on aurait une différence de potentiel bien trop grande aux borne de l'aop: 34+5=39V. C'est pourquoi j'ai décidé de mettre cette petite partie, qui permet de diminuer la tension à  27V quand cette dernière devient sup à  27V.

Mesure du courant et de la tension
La tension est mesurée grâce a un pont diviseur (d'un facteur 10, par R19 et R22) ainsi que d'un ADC (U6) 14bits (résolution réglable d'ailleurs, je peux aussi prendre 18bits). Pour le courant, j'utilise une résistance de 50m ohm ainsi que d'un amplificateur différentiel (U2) dédié à  cet usage, puis j'utilise l'autre entrée de L'ADC. Rien de nouveau donc.
Ah, et à  noter que la tension d'alimentation de l'ADC est 'nettoyée' des perturbations extérieures par U5, R28 et C27.

OCP, OVP, OTP

L'OCP est incluse dans l'étage de puissance (Q8 R2).

Pour l'OVP, c'est plus délicat: je voulais faire un TOVP (traking over voltage protection). Celle que j'ai faite fonctionne de cette manière: On compare la tension de sortie (tension de sortie diminuée de 0.6V par la diode D17, puis divisée par 10 par R49 et R52) avec la tension de commande (par le comparateur U9A). Ainsi, si la tension de sortie devient plus élevée que la tension de commande, alors, le comparateur passe à  l'état haut. Le signal est ensuite envoyé dans un circuit type latch (U8B, D18 D19 D21...) qui conserve cette valeur 'état haut' même si le problème est résolu.
Cette tension 'état haut' de 5V est ensuite envoyée non seulement au µC mais aussi (et surtout) à  U1, driver de mosfet, qui se chargera de saturer la grille de Q1, Q2 et Q9, court-circuitant ainsi le 12V, le 24V et la sortie, ce qui permet de faire cramer les fusibles tout en mettant le potentiel de la sortie à  la masse et ce en quelques µs.
Ce système est bien sympa, mais il y a un soucis: si on alimente une charge capacitive en, mettons, 10V, puis que nous demandons à  l’alimentation de mettre sa sortie à  5V, l'OVP risque de se déclencher, car le temps que la capa se vide, la tension de sortie mesurée sera plus haute que celle donnée en commande...
Pour remédier à  cela, je n'ai pas trouvé d'autre solution que de mettre une diode en série avec la charge (D4). J'ignore si c'est une bonne solution...
Pour les valeurs: Si D17 diminue bien la tension de 0.6V (je n'en suis pas sûre, étant donné que la tension a ses bornes varie avec le courant qui la traverse) et, à  2A, D4 provoque bien une chute de tension de 0.4, alors l'ovp se déclenchera si  la tension de sortie est supérieure à  0.2V par rapport à  la tension donnée.

Pour l'OTP, c'est la même chose qu'avant (voir derniers posts): un comparateur qui vérifie que la tension de sortie d'un lm35DT ne dépasse pas une certaine valeur, sinon il coupe l'étage de puissance à  l'aide du transistor Q11.

La partie numérique
La partie numérique est basée sur un STM32F030RBT6... qui coute quasi aussi cher qu'un atmega328, mais avec une tripotée de broches et d'options en plus! A noter qu'il est compatible broche par broche au STM32F103RBT6 testé la dernière fois!
Le µC est accompagné d'une EEprom (U11) ainsi que 3 leds, un buzzer et un switch triple en DIP, pour les broches boot notamment.

Connecteur vers le panneau avant du boitier
Le connecteur 20 Broches (en bas à  droite) sert à  connecter ce pcb (mis dans le boitier) au pcb qui servira de face avant (un pcb qui servira de panneau avant et qui remplacera le panneau fourni avec le boitier, boitier de ce type:   https://www.tme.eu/fr/details/aus-33.9/boitiers-avec-panneau/teko/aus-33-9/  )

Je pense relier les deux pcb avec des connecteur/nappe  FPC:
https://fr.farnell.com/w/c/cables-fils-cables-assembles/cables-assembles/cables-ffc-fpc/prl/resultats?st=FPC
https://fr.farnell.com/w/c/connecteurs/connecteurs-de-carte-ffc-fpc/prl/resultats?st=FPC

Le deuxième schéma/PJ
Le deuxième schéma consiste en une autre alimentation séparée galvaniquement de la première, avec comme tensions 5V et 3.3V.
En terme de protection, elles ont une OVP et une OCP.
4 optocoupleurs permettent d'avertir le µC en cas de fusible cramé, et permet au µC de les allumer et de les éteindre (ce qui est plutôt sympa je trouve... Je ne pouvais pas faire ça avec des LM317, par ailleurs).

Ce que je compte mettre sur le panneau avant de mon alim
Un écran OLED 128x64 d'une taille de 6x3cm (ça à  l'air petit comme ça, mais c'est en réalité très lisible du fait que c'est un oled)
Deux codeurs incrémentaux (V et I)
4 boutons avec les 4 leds qui vont avec
Des fiches banane pour les 3 alimentations (celle réglable, le 5V et le 3.3V)



Voilà , n'hésitez pas à  me faire des remarques... Ou, si je ne suis pas claire, à  demander des précision ;)



Réponse aux précédents posts:

Yffig:
"Je réponds rapidement pour tout d'abord te féliciter: ça a de la gueule !"
Absolument!

"des SMD plutot que des traversants: bin oui, je te l'avais recommandé.."
Mais de toute manière, le pcb aurait eu la même taille, donc bon... bref, c'est fait, c'est fait :)
Pour la suite, je ne prendrais quasi que des cms, par contre.

"j'utilise une bombe Nettoyant Flux de soudure KF ref.1019 de 400 mL"
Merci pour la ref, je m'en procurerais

"Un coffret avec faces av/ar en alu ce n'est pas si difficile à  travailler"
C'est vrai que j'ai une dremel, mais bon, le travail sera tjrs moins propre que si c'est un pcb tout fait... et puis je n'ai pas assez de force pour faire des beaux trous, surtout dans de l'alu!

Merci pour votre aide !

Skull1:
Un mixte cms/traversant est la meilleure solution, je pense, que ce soit pour ce montage ou pour d'autre! En tout cas, il est vrai que le montage cms donne qqchose de plus petit et plus propre, je n'utiliserais donc quasi que ça à  partir de maintenant, surtout que j'ai une station à  air chaud!


Bonne journée à  vous!

Cécile



Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le février 13, 2020, 01:36:21 pm
Bonsoir Cécile !

Ah....Nous désespérions d'avoir enfin tes schémas.
Tu nous laisses un peu de temps pour regarder tout ça, hein ? J'imagine que tu travailles sur l’implantation PCB pendant ce temps là ...
Bonne soirée

Yffig
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le février 13, 2020, 03:25:44 pm
Bonsoir,

"Ah....Nous désespérions d'avoir enfin tes schémas."
Désolée, j'avais des contretemps personnels.

"J'imagine que tu travailles sur l’implantation PCB pendant ce temps là ..."
Oui, en espérant que le schéma soit bon...

Bonne soirée, et merci beaucoup pour votre aide!

Cécile
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le février 14, 2020, 06:08:28 am
Bonjour Cécile,
Je te réponds au fil de mon analyse de tes circuits (ie il y aura d'autres commentaires ensuite si nécessaire et au moins un "That's all Folks !").
Je commence par le début partie non régulée et alim des AmpOp :
-ton MOV en entrée secteur est effectivement un peu juste... MAX 250V AC alors que le secteur est très souvent à  240V ~, tu as trop peu de marge...
-fais attention à  ton transfo...  tu prends un transfo à  2 enroulements séparés MAIS assure toi de la bonne mise en phase des 2 tensions secondaires...
- concernant ta régulation à  27.5V du +Vcc des AmpOp.... OK , ça te donne avec -Vcc à  -5V => 32.5V, un peu au dessus des specs de l'ADA4610. J'aurais plutôt mis -Vcc à  -2.5V (si cela ne te gêne pas ailleurs). MAIS.....:
Pour 2A consommés sur le 24V non régulé (NR)  ta tension min (par simulation SPICE) tombe à  28.4V et à  3A à  27.2V => ta régulation par Q6 ne te donnera pas tes 27.5V !.
La soluçe est de mettre une diode et une capacité entre le 24V NR et ton circuit régulateur Q6 pour éviter que la tension collecteur de Q6 ne suive le 24V NR (1N4007 + 470µF devraient faire l'affaire)

Sinon, je désignerais plutôt les tensions non régulées avec un indice NR: +24VNR et +12VNR, ça évite la confusion avec des tensions régulées.

Voilà  pour l'instant

(PS: pour la 1ère phrase de mon précédent post, il manquait juste que le ;) explicite, je pense que tu l'avais compris dans ce sens, non ?)
A plus

Yffig

   
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le février 14, 2020, 06:40:44 am
Bonjour,

d'accord, je modifie le MOV, merci :)
Je change pour le ERZE11A431, à  275V.

"assure toi de la bonne mise en phase des 2 tensions secondaires..."
Je ne sais pas comment faire sur le coup...

"J'aurais plutôt mis -Vcc à  -2.5V"
Oui, mais je me disais que ce serait peut-être un peu bas pour l'ampli op... j'imagine qu'il y a une tension négative minimale, non?

"ta régulation par Q6 ne te donnera pas tes 27.5V !."
Mais dans le cas ou la tension d'entrée soit inférieure ou égale à  27.5V, le transistor va être saturé, non? Ce qui ne devrait plus pauser de soucis...

"non régulées avec un indice NR: +24VNR et +12VNR, ça évite la confusion avec des tensions régulées."
Les fichiers on été changés, avec ce changement entre autres !

Bonne journée,

Cécile
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le février 14, 2020, 07:19:37 am
Re,
Pour ton transfo... tu branches le primaire avec précaution en "volant", tu mesures les tensions aux secondaires, tu auras 12V ac à  chaque fois = normal
Tu relies ensuite une des sorties 12V d'un enroulement à  une des sorties 12V de l'autre enroulement, et tu mesures la tension entre les deux sorties non utilisées
Si tu as 24V AC,=> tu les as branché EN PHASE (car les tensions ac s'ajoutent) = OK
Si tu as ~0V AC => tu les as branché EN OPPOSITION DE PHASE (car les tensions ac s'annulent) = KO
(Je crois que Bertrand avait posté les slides d'un ami qui abordait ces aspects mais si tu tapes "transfo" dans la recherche du forum, tu vas y passer l'après midi  ;). Si c'est pas clair, je te ferais un croquis avec Spice

Tu as choisis des Amp Op Rail to Rail => tu n'auras aucun souci pour descendre à  0V en sortie d'alim même alimenté en -2.5V

Pour Q6: je ne comprends pas ta remarque et je pense que ton analyse est fausse...le transistor ne sera même pas saturé, la diode BC risque même de conduire or ce que tu veux faire c'est un "régulateur" linéaire (en fait un limiteur linéaire de tension) donc ta tension collecteur doit toujours être supérieure d'au moins 1 à  2V, voire 3v à  celle d'émetteur (c'est ainsi pour les LM317 et LM78x sauf versions LDO où c'est plus faible).

Bon après midi

Yffig
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le février 14, 2020, 01:32:49 pm
Bonsoir,
la partie limiteur linéaire de tension est-elle mieux comme cela? (voir PJ)
Je ne suis pas sûre du tout du placement de la diode et de la capa, mais bon je tente... sinon j'ai rajouté D12 au cas ou, mais j'ignore si c'est utile.

bonne soirée!

cécile
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le février 14, 2020, 02:11:59 pm
Bonsoir Cécile

Oui c'est comme ça mais la 1N4148 ne va peut être pas supporter la charge du 470µ, mets une 1N400x

D12 n'est pas nécessaire (elle sert à  décharger un éventuel condo en sortie et protéger ainsi  la jonction Vbe de Q18, -5V max selon Datasheets)
Je te prépare un  fichier.asc de transfo à  2 secondaires avec lesquels tu pourras jouer et comprendre la mise en phase ou non des 2 secondaires
A +
Yffig
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le février 14, 2020, 03:54:00 pm
Re,

Voici de quoi jouer:

Tu as un modèle LTSpice simple de transfo 220V au primaire et 2 tensions alternatives 13.8V et 9.7V aux secondaires (elles sont volontairement un peu différentes pour qu'elles ne se superposent pas quand elles sont affichées sur le même graphe).
Le modèle d'inductor de LTSpice est ind2 parce qu'il dispose d'un repère (le petit point rond) qui définit "le sens de l'enroulement": il définit un point "chaud" (H comme hot) et l'autre extrémité est un point "froid" (C comme cold)
La simulation que je te livre est celle que tu ne dois absolument pas réaliser ! elle correspond à  un transfo à  point milieu (branché au 0v) qui fournit S1H et S2C en opposition de phase pour un redressement double alternance avec 2 diodes seulement (vs un pont).

Pour ton simuler ton besoin tu devras connecter S1C sur S2H, S2C à  0V  et tu auras ainsi 24V sur S1H et 12V sur S2H et en phase (note que S2C est à  0V uniquement pour la simulation, dans ton application ce point n'est pas au 0V).

Ce qu'il te faut absolument éviter c'est de connecter S1C et S2C ensemble, S2H au Ov...alors tu n'auras en S1H que la différence de 4.4V ..pas 24V !

Manipule donc les branchements et regarde les tensions, ensuite tu sauras le faire en vrai (c'est sans danger pour le transfo).

Bonne nuit !

Yffig
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le février 17, 2020, 05:03:16 am
Bonjour Cécile !

J'ai commencé à  regarder la partie Régulation de tension et pour cela j'ai fait la simulation LTSpice jointe pour regarder son fonctionnement = ça paraît OK sauf que pour Vout >16V, le courant débité par le 24VNR n'est pas celui attendu (??) je n'ai pas plus cherché en trouver la cause. (la librairie BJT.lib n'est là  que parce que je range mes TIP4x entre autres dans une bibl dédiée).
Ce que je ne comprends pas c'est pourquoi tu as imaginé ce montage versus le classique 2 TIP41C en // avec résistances d''équilibrage des courants (genre 0.1 Ω). En effet la puissance dissipée dans les BJT sera la même dans les deux cas donc il n'y a aucun avantage et sans doute des inconvénients à  utiliser un montage inusité plutôt qu'un montage largement éprouvé.
Merci de ta réponse pour que je continue mon analyse.
Bonne journée !
Yffig
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-20V 0-2A
Posté par: Cécile le février 17, 2020, 07:29:26 am
Bonjour,

Merci pour le modèle LT spice, je vais tester tout ça :)
Sinon, il s'agit 'juste dune histoire "d'ondes constructives/destructives", non?
Les enroulements étant bien indiqués sur le transfo, cela ne devrait pas poser de soucis !


"Ce que je ne comprends pas c'est pourquoi tu as imaginé ce montage versus le classique 2 TIP41C en //"
Tout simplement car cela fait office de pré-régulation simplette... Je m'explique:
Si on demande une tension de sortie inférieure à  12V, alors le courant passera par le second transistor (Q2 sur votre schéma) avec une dissipation maximale de 12*2=24W.
Par contre, si on demande une tension supérieure à  12V, Q2 fonctionnera en saturé, tandis que Q1 fonctionnera en émetteur-suiveur, ayant au maximum (24-12)*2= 24W à  dissiper...
C'est un peu comme une pré-régulation avec un changement de l'enroulement du transfo (avec des relais, par exemple) mais sans utiliser de pièce mécanique! L'idée ne vient pas de moi, hélas.

Comme cela ne me coutait rien à  ajouter, je l'ai fait, à  voir si cela est bon :)
Je met en PJ le schéma que j'ai simulé. Mais il manque des diodes de protection il me semble...

voici le lien de l'alimentation sur laquelle j'ai trouvé cette idée:
https://www.eevblog.com/forum/projects/diy-bench-power-supply-psl-3604/

Ah, et pour l'OCP, j'ai utilisé un BD139 au lieu d'un TIP41C, il est plus efficace pour ce travail.

Bonne journée à  vous!

Cécile


Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le février 17, 2020, 08:02:04 am
Re,
Je viens de regarder la "source" de ton design.... C'est du bullshit total, comme celui que les abrutis de vendeurs de chez Leroy Merlin te racontent pour te vendre des radiateurs à  "inertie" en te racontant que tu vas faire des p... d'économies d'électricité grâce à  ce fantastique radiateur qu'ils vendent 5 à  10 fois plus cher qu'un "grille pain" qui fait exactement le même boulot et encore mieux que leur daube!
Maintenant que le Biélorusse se soit éclaté avec son design, oui ...c'est certain et personne ne lui interdit. Par contre dès qu'il aura publié sa BOM, personne ne lui "achètera" son bouzin !
Je reviendrai sur le sujet bien sûr plus en détail...
Bon am
Yffig
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le février 18, 2020, 05:03:19 am
Bonjour Cécile,

Je reviens plus longuement sur mon dernier post:
Tu as donc trouvé sur le forum de Dave Jones, un projet d'alim dont tu as adapté le circuit des transistors ballast (en en changeant le type BJT versus MOSfet d'ailleurs).
1-Tout d'abord, le fait qu'il ait été publié sur eevBlog n'est pas un gage de qualité...j'imagine que DJ ne l'a pas testé personnellement et qu'il s'en "tape" complètement.
2- Si ce genre de montage était si magique, il y a belle lurette que les constructeurs l'auraient adopté pour réduire les coûts en matière de radiateurs et le poids du matos... Quand ce genre de "switch" de la tension non régulée est mis en oeuvre par des constructeurs sérieux, c'est tout simplement via un gros inter à  bascule tout simplement en face AVANT (je l'ai vu dans ma carrière: c'est pas choquant du tout et sans risque puisque ta consigne et donc ta tension de sortie ne dépend pas de la position de ce switch)
3- Donc c'est une élucubration que le gusse a parfaitement le droit d'avoir réalisée et si tu veux l'adopter, c'est à  toi de l'expérimenter à  tes propres risques et périls,
4- Il y a un argumentaire marketing complétement bidon dans son design. Pour cela je simplifie à  l'extrême le principe qu'il utilise: il divise la tension auxquelles les transistors sont soumis en ayant le même courant => la puissance totale dissipée est exactement la même que si les transistors étaient en // (même tension et courant divisé). A quoi ça sert ???
Toi, tu parles de transistor saturé  ??? Une alim linéaire ne doit pas avoir de transistor ballast saturé, c'est une hérésie !

Sinon,
Tu truffes ton design de "gadgets": indicateurs de fusibles claqués, Over X Protections à  tire larigot, ça fait 6 mois que tu tournes autour du pot alors qu'une alim linéaire correcte ça ne demande pas 1 mois pour être réalisée correctement (cf  celle que j'ai faite et publiée sur ton fil à  propos de la prérégulation par LM2596, et je suis loin de me considérer comme la référence absolue).
Une alim linéaire de labo... ça doit être basée sur un design éprouvé et construit comme un char d'assaut soviétique, à  moins que tu n'en aies pas vraiment le besoin et que ton objectif soit simplement de découvrir et d'expérimenter les techniques et les outils, auquel cas, toi seule peut savoir ce que tu veux faire.

Je te cite: 
"d'ondes constructives/destructives"...! En phase et en opposition de phase, c'est pas assez précis plutôt qu'un langage "New Age" ?
"un BD139 au lieu d'un TIP41C, il est plus efficace pour ce travail.": n'importe quel NPN  ferait le travail, c'est une simple question de loi Ic(Vbe) comme je te l'ai expliqué et même un TO92 ferait le job de manière efficace: c'est la résistance de mesure du courant qui devra être modifiée.

Ce que je veux te dire par ces critiques, c'est tout simplement que je ne peux pas te suivre dans tes hésitations, cheminements parfois erratiques tout simplement parce que ça me prend trop de temps.

Bonne journée

Yffig

Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le septembre 18, 2020, 03:55:14 pm
Bonjour,
il est plus que temps de clore ce sujet.

J'ai monté l’alimentation qui correspond au pj, et cette dernière fonctionne comme convenu.
Cependant, au moment de faire les mesures de la résiduelle de 100Hz avec mon picoscope 2205A, je n'ai pu observer qu'une tension avec des oscillations d'une amplitude de 170mV sous plusieurs MHz (PJ). J'ignore si cette perturbation vient du secteur, d'une partie numérique de l'alimentation ou d'un défaut de l'oscilloscope, mais au final je n'ai pu observer la résiduelle de 100Hz (même en charge sous 2A 15V) ...
Oh, et cette résiduelle est présente sur TOUTES les tensions continues que je mesure, y compris sur une arduino, ou autres alims...

Le mode CC de l'alimentation, quant à  lui, oscille GRAVE, mais fait son travail.

Bref, elle fonctionne, mais n'est pas exempte de défauts...

Je ne pense pas que j'aurais dû me lancer dans un projet aussi grand alors que je m'y connais aussi peu, je vais donc me rabattre sur des conceptions plus modestes, comme une charge fictive classique, déjà  finie et fonctionnelle, faite en 2-3 jours, dont je parlerais bientôt.
Bref, plus jamais de projets qui durent des années.


Yffig:

Merci beaucoup pour votre aide, je comprends que je vous aie pris beaucoup de temps et je vous en remercie. Ce projet a été très long en raison de l'apprentissage en parallèle, d'une découverte qui rendait les choix difficiles à  faire, ainsi qu'une constante envie de tout modifier pour du "meilleur" (bref, manque d'organisation, de CdC clair, etc.!), beaucoup de d'erreurs, de cheminements erratiques....
Cela ne se reproduira plus (je l'espère).

BREF, c'est FINI.

Bonne soirée.

Oh, et le schéma ne rentrais pas dans les pj, mm avec une réduction de la taille, donc il viendra plus tard si cela intéresse quelqu’un (je déconseille de le reproduire, ce travail pue l'amateurisme le plus total).
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le septembre 19, 2020, 04:58:18 am
Bonjour Cécile,

C'est bien d'avoir de tes nouvelles !.

Concernant ton dysfonctionnement, c'est clairement pas acceptable..100mV d'oscillation à  6 MHz en sortie, c'est très certainement tout simplement parce que tu n'as pas correctement "frequency compensated " ta boucle d'asservissement CV (Horowitz traite très clairement le sujet dans tAoE ed 3, il y a pléthore de vidéos sur YT sur le sujet et je suis certain d'avoir évoqué le sujet sur ton fil) ou un manque de découplage des alims des Amp Op.

Mets ton schéma en format "image" (ie pas de fichiers source) sur un des nombreux sites de partage de fichiers (genre OneDrive) pour qu'on y jette un oeil.

Bon week-end.

Yffig
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le septembre 19, 2020, 06:19:39 am
Bonjour,

Citer
C'est bien d'avoir de tes nouvelles !.
Mais de vous aussi ! vous avez été promu, à  ce que je vois ;)

Citer
Concernant ton dysfonctionnement, c'est clairement pas acceptable..100mV d'oscillation à  6 MHz en sortie, c'est très certainement tout simplement parce que tu n'as pas correctement "frequency compensated " ta boucle d'asservissement CV (Horowitz traite très clairement le sujet dans tAoE ed 3, il y a pléthore de vidéos sur YT sur le sujet et je suis certain d'avoir évoqué le sujet sur ton fil) ou un manque de découplage des alims des Amp Op.

Pour la compensation en fréquence, je vous met le schéma en PJ (lien wetransfert). Petite observation du matin là  dessus : le doc "ripple en sortie 3.3V" est la sortie du lm317 3.3V, qui présente la même oscillation (c'est louche). Autre chose: la fréquence mesurée par l'oscillo varie considérablement selon le réglage du temps de collecte (axe des abscisses). Voir docs ripple 12V et ripple 12V 2 pour comparer: on passe de 6MHz à  2kHz.

Les mesures à  l'oscilloscope sont faites avec une sonde x1 (fournie avec le picoscope).
https://wetransfer.com/downloads/33815cf234145cb61e8686c1a33277dc20200919100954/1aba143ea97dac29fe1e6441980caadb20200919101006/f51944

Pour le découplage des ampli op, en effet le découplage de la tension positive de l'ampli op principal u6 n'était pas folle, j'ai donc rajouté des capas, mais rien n'y fait (une de 10µF en électrochimique, et une de 0.1µF en céramique).

Bon week-end à  vous.

Cécile
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le septembre 19, 2020, 04:40:15 pm
Bonsoir Cécile,

J'ai regardé (rapidement) les fichiers que tu as postés.

Tout d'abord l'hypothèse (mienne) d'une oscillation qui serait due à  une compensation en fréquence insuffisante paraît caduque au vu de la "bouillie" que tu obtiens (*)... Néanmoins, tu peux toujours mettre en // sur C21 une capa céramique de 100p ..1n (50V) pour voir, ça ne fera pas de dégâts et tu verras ce qui se passe.

Ensuite... si la sortie de la régulation 3.3V est aussi pourrie (d'après tes copies d'écran)... là  ça craint vraiment:
- mets la croco de ta sonde directement sur le point 0V du LM317 (= point froid de R65), déconnecte le 0V de ton alim de la "terre" (en ayant conscience que ton alim est alors isolée de la protection par la terre mais elle l'est par la masse de ton scope qui via l'USB retourne à  la terre par ton PC) et regarde le 3.3V en AC sur ton Pico... Quid ?
(utilise systématiquement ta sonde en 10x (et compensée bien sûr...), sauf si le signal est vraiment trop faible pour ce mode).
- auparavant tu auras vérifié que la mesure de la tension d'une simple pile est exempte de défaut de visu sur ton Pico (en n'y mettant pas les doigts pour tenir ta sonde => coupleur de pile indispensable)

Pour le LM317 qui fournit le +5V...pourquoi as tu mis R51 à  330Ω ? Cette résistance fixe (via la tension de ref de la bandgap) le courant min du LM317... elle doit être de 240Ω max (et même plutôt de 120Ω selon la datasheet). Tu pourras me répondre que le courant de repos du  3° LM317 suffit pour être dans la spec... mais vérifie au Pico les tensions aux TP8 et TP10. Quid ?

D'un point de vue conception, pourquoi as tu mis sur une unique carte des circuits analogiques et numériques avec une masse totalement commune (au vu de ton schéma) ? Je t'avais recommandé de séparer complètement les fonctions en 2 cartes.  Je crains que ce que tu as fait soit la cause de la "bouillie" que tu constates et que tu ais fait un routage de PCB pour que ça tienne "dedans" et que ce soit "joli"... On ne peut pas faire comme ça: le 0V analogique est la référence absolue de ton alim, il ne peut pas être pollué par des pics de courant de circuits numériques.
Si tu avais fait une carte analogique séparée tu serais capable de mettre des tensions de consigne par simples potards pour tester CV, CC , OVP et OCP très facilement.
Je te recommande de consulter ces tutos d'Analog Devices:
https://www.analog.com/en/analog-dialogue/articles/staying-well-grounded.html
https://www.analog.com/en/analog-dialogue/studentzone/studentzone-march-2017.html
https://www.analog.com/en/analog-dialogue/studentzone/studentzone-april-2017.html
https://www.analog.com/en/analog-dialogue/studentzone/studentzone-may-2017.html
pour acquérir quelques notions sur le routage des "0V"analogiques et numériques (et les découplages).

(*) car une oscillation due à  une compensation en fréquence insuffisante produit un signal à  fréquence en général élevée mais ayant une forme peu ou prou sinusoïdale. Or tu visualises des dents de scie écrêtées de période aléatoire comme si c'était ton µC qui générait ces perturbations.Il faut que tu analyses le routage des 0V de ton PCB (cf les docs d'Analog Devices), je pense que tu as possiblement et malencontreusement connecté un 0V analogique sur un point "numérique" que tu pensais être un 0V propre...

Bon dimanche

Yffig


Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le septembre 20, 2020, 05:59:52 am
Bonjour Cécile,

J'ajoute à  mon précédent post, la très bizarre valeur que tu obtiens sur le régulateur 3.3V.... qui varie de 3.633 V à  3.65 ?? Tu as donc un offset de 300mV sur ce régulateur???
Tes résistances sont correctement calculées (si tant est que 240 Ω conviennent, cf ma remarque d'hier) mais passer de 5V à  3.3V soit un drop out de 1.7V ...c'est trop juste pour un LM317 TO-220 (regarde la DS à  25°C et 200 mA). Il aurait fallu mettre ici un régulateur LDO... mais tu peux connecter ce LM317 au 12.7V directement (si tu respectes la dissipation de ce 3° LM317)

Ta tension de +5V est elle propre sur elle ?

Bon dimanche

Yffig
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le septembre 20, 2020, 06:05:12 am
Bonjour,

Histoire de ne plus douter de l'oscilloscope, j'ai cherché à  vérifier que l'erreur ne venait pas de lui.
J'ai donc commencé par mesurer le 'ripple' d'une pile 9V, avec les sondes fournies, en x10, C.A et C.C. Le résultat est le même (PJ), on trouve soit 173mV soit 88.8mV. Incompréhensible. Je tiens à  préciser que je ne tenais que la sonde d'une main, sur sa zone en plastique isolée, pince croco sur la partie - de la pile...
Il y a bien donc un souci avec l'oscilloscope, ou alors avec une alimentation à  découpage du coin...
Autre chose, quand je relie la sonde à  elle-même, il me trouve AUSSI une oscillation... de 177mV.
Remarque : l'oscillo ne mesure quasiment que des oscillations de 88 ou 170mV (environ) à  fréquence très variable selon les réglages.

Au vu de ce qu'il se passe, je pense créer un topic juste pour cela...


Citer
mets la croco de ta sonde directement sur le point 0V du LM317 (= point froid de R65), déconnecte le 0V de ton alim de la "terre" (en ayant conscience que ton alim est alors isolée de la protection par la terre mais elle l'est par la masse de ton scope qui via l'USB retourne à  la terre par ton PC) et regarde le 3.3V en AC sur ton Pico... Quid ?
En respectant tout ce que vous avez dit, je retrouve la même oscillation. J'ai ré-essayé en enlevant le uC (donc plus de signaux carrés sur la carte) mais tout reste pareil.


Citer
Pour le LM317 qui fournit le +5V... pourquoi as-tu mis R51 à  330Ω ? Cette résistance fixe (via la tension de ref de la bandgap) le courant min du LM317... elle doit être de 240Ω max (et même plutôt de 120Ω selon la datasheet). Tu pourras me répondre que le courant de repos du  3° LM317 suffit pour être dans la spec... mais vérifie au Pico les tensions aux TP8 et TP10. Quid ?
En effet, la résistance est un peu forte, mais on ne devrait quand même pas en arriver là ... pour tp8 et tp10, j'ai les bonnes tensions, mais toujours la même oscillation de 177mV.


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D'un point de vue conception, pourquoi as-tu mis sur une unique carte des circuits analogiques et numériques avec une masse totalement commune (au vu de ton schéma) ?
Par ce que je ne suis pas parfaite ;)
Sans rire, oui c'est une erreur de conception, je n'ai pensé qu'a séparer la partie puissance de la partie commande.


Citer
Néanmoins, tu peux toujours mettre en // sur C21 une capa céramique de 100p ..1n (50V) pour voir, ça ne fera pas de dégâts et tu verras ce qui se passe.
Le souci ne venant pas de l'alim, je la laisse comme elle est pour le moment, je verrai quand le picoscope arrêtera son caprice.

Merci beaucoup de votre aide,
bonne journée à  vous.

Cécile

https://wetransfer.com/downloads/2fea7fc0b1ef4fbeee98a072b529b9eb20200920094815/d6bb8c9d1b8d403cdb85f25cf31b52b020200920094827/0d545c
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le septembre 20, 2020, 06:07:56 am
Citer
J'ajoute à  mon précédent post, la très bizarre valeur que tu obtiens sur le régulateur 3.3V.... qui varie de 3.633 V à  3.65 ?? Tu as donc un offset de 300mV sur ce régulateur???
Tes résistances sont correctement calculées (si tant est que 240 Ω conviennent, cf ma remarque d'hier) mais passer de 5V à  3.3V soit un drop out de 1.7V ...c'est trop juste pour un LM317 TO-220 (regarde la DS à  25°C et 200 mA). Il aurait fallu mettre ici un régulateur LDO... mais tu peux connecter ce LM317 au 12.7V directement (si tu respectes la dissipation de ce 3° LM317)

Bonjour, je n'ai pas pu mettre une res de 330 ohm (pas en stock) j'en ai donc mis une de 390 Ohm en attendant.
Pour le dropout, oui c'est juste juste... Je remplacerais le lm317 au besoin.
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le septembre 20, 2020, 06:39:03 am
Re,

Non ! tes valeurs de 240 et 390 sont correctement calculées => elles donneraient 3.28V si la bandgap est à  1.25V.

Je te cite: "En effet, la résistance est un peu forte, mais on ne devrait quand même pas en arriver là ... "
Ne pas respecter les données d'une datasheet c'est ton problème.. ne t'étonnes pas si ensuite ça foire. Si tu avais fait ça dans une boîte pour une production en série et que 10% des sorties de fab étaient rejetées tu entendrais parler du pays ... Les données des datasheets sont fait pour être respectées, même pour un bidouilleur.

Pour ton Pico...je crains que tu ais bousillé ton entrée(*).. regarde ce que donne l'autre canal
(*): j'ai un Pico MSO 3206D ...sur la face avant , à  côté des entrées BNC il y a un Warning "± 20V peak max". Peut être as tu utilisé ta sonde en X1 pour regarder le 24VNR ? Partant d'un transfo 2x12V AC, tu peux monter en crête jusqu'à  plus de 32V !! Les specs d'un constructeur, c'est comme les datasheets, ça se respecte !
Et un scope, surtout en USB, ça s'utilise systématiquement avec une sonde x10: ça te garantit 400V min et la bande passante du constructeur. Le mode x1 c'est à  utiliser uniquement en connaissance de cause, c'est à  dire quand tu sais exactement quelles sont les contraintes.
Regarde la sortie carrée 1KHz de compensation du scope pour chaque canal
J'espère pour toi que tu ne l'as pas cramé.


Yffig
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le septembre 20, 2020, 08:22:50 am
Re, re

J'ai regardé le 2nd zip que tu as publié...Les 2 canaux ont l'air de déconner sur la pile de 9V...
Ça sent pas bon pour ton Pico.
Chez qui l'as tu acheté ?

Yffig
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le septembre 20, 2020, 08:29:24 am
Citer
Peut être as tu utilisé ta sonde en X1 pour regarder le 24VNR ?
Non, j'ai bien fait attention. Ca coute cher tout ça.

Citer
Regarde la sortie carrée 1KHz de compensation du scope pour chaque canal
en utilisant le générateur de signaux de l'oscillo, on retrouve un beau signal carré, mais avec les mêmes oscillations (pour les deux canaux).

Citer
J'ai regardé le 2nd zip que tu as publié...Les 2 canaux ont l'air de déconner sur la pile de 9V...
Ça sent pas bon pour ton Pico.
Chez qui l'as tu acheté ?
je l'ai acheté chez E44, qui l'ont eux commandé chez TME.

Bref, le soucis proviens bien de l'oscilloscope, je vais m'en référer à  eux pour essayer de le changer.

Merci pour tout, et bonne journée

Cécile
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le septembre 20, 2020, 10:26:07 am
Re re re,

Achète leur un bouchon BNC 50 Ω (ou 75 Ω) pour boucler chaque entrée pour voir si tu as toujours cette anomalie.
Et aussi: y aurait pas un mode XY sur ce Pico ?
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le septembre 21, 2020, 04:30:07 am
Bonjour Cécile,
Ma proposition de tester en XY c'est pour permettre de "by-passer" la base de temps et de ne tester que les voies "verticales" puisque tu constates que les réglages influent sur le phénomène.

Avant d'aller chez E44 (qui n'est qu'une épicerie...) regarde quand même sur un autre port USB de ton PC ou mieux sur un autre PC si tu as le même phénomène.
Je crains que E44 , n'étant pas un distributeur Pico (contrairement à  Testoon, Polytech Instrumentations, etc) ne fasse pas de SAV sur place et en plus ils se sont fournis chez les polonais de TME...

Bonne chance.

Yffig
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le octobre 03, 2020, 02:55:12 pm
Bonjour Yffig,
aucune solution à  l'horizon.
Pas de mode XY sur l'oscillo, bruit présent en permanence...
Bref, je vais à  Nantes jeudi pro, on verra bien.

Bonne soirée,

Cécile
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le octobre 04, 2020, 04:52:53 am
Bonjour Cécile,

Concernant le mode XY des Pico, j'ai le doc réf DO226-3 de 2014 intitulé "PicoScope® 6 Training Program" , page 114 = mode XY . je crois que tous les hardwares de PicoTech supportent le même soft et j'ai dû trouver à  l'époque ce doc sur le site de PicoTech (ou du distributeur Testoon chez qui j'ai acheté mon MSO).
L'idée du mode XY est de voir ce que tu obtiens. avec le même signal sur les deux entrées A et B. Si tu obtiens une droite oblique, alors tes deux voies se comportent de la même manière et sont probablement "indemnes" au niveau de leurs étages d'entrées, l'origine du trouble pouvant être commune (alim, etc). En mode XY, tu "déconnectes" le balayage horizontal (en fait c'est plus évident sur un scope analogique que numérique).

As tu essayé de voir si, sur le site de PicoTech, il y a un lien vers leur support technique ? Comme l'anglais n'est pas du mandarin pour toi, essaie de les contacter avec des pièces jointes. méfie toi quand même des f...g Brexiters, une demande mienne de support chez Peak Limited (les petits testeurs) est toujours sans réponse d'outre Manche depuis 6 mois (j'ai résolu sans eux mais même pas un accusé de réception de leur part et encore moins de Trouble Ticket ouvert.

Bon dimanche

Yffig
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Cécile le octobre 04, 2020, 07:27:09 am
Bonjour,

En effet, il supporte le mode XY.
J'ai fait une mesure d'un signal pwm avec les 2 sondes en XY (PJ) cela vous semble-t-il correct?
Pour moi oui, je pense que je vais démonter le pico (en fessant gaffe) histoire de voir si il n'y a pas une erreur toute bête, comme le blindage mal connecté à  la masse ou autre.

oui, il y a support technique, mais aussi un forum. Je vais voir ce que je peux faire de ce coté là .

Bonne fin de we

Cécile
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le octobre 04, 2020, 07:34:00 am
Re,

Oui ça paraît OK, il y a juste un petit déphasage entre les 2 canaux pas anormal du tout.
A quelle fréquence tu as fait ça ? Monte un peu en fréquence et la largeur du "trait" devrait  augmenter
Pourquoi ne fais tu pas ce test avec un sinus à  fréquence basse puis à  fréquence la plus haute possible ? (y a un géné AWG normalement avec chaque Pico).

[Edit]: Il n'est plus sous garantie ? Si tu l'ouvres tu perds la garantie....

Bon dimanche

Yffig
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: ksyrium le octobre 04, 2020, 03:42:14 pm
Bonjour,

Sur un Picoscope 1ere génération, j'avais eu un problème de masse flottante sur 1 voie.

Si mes souvenirs sont bons, il y avait un fil tout fin entre la masse Bnc et la masse du scope qui avait fondu sur le circuit imprimé...
Titre: Re : Alimentation laboratoire 0-30V 0-3A
Posté par: Yffig le octobre 05, 2020, 06:03:09 am
Bonjour Ksyrium,

Content d'avoir de tes nouvelles !

? Les cochons !,  ils avaient mis un fusible sur l'entrée BNC ?  ;)
Ça résultait d'une fausse manip de ta part avec la masse ?

Sinon as tu une nouvelle release du soft de ton détecteur de radio activité ?
De mon côté, j'ai fait un convertisseur de 3*NiMH vers 5V avec un boost TPS 61030 (rendement 96%) mais j'ai toujours pas mis le tout dans une boîte... :-\
Le boost avec MC34063 que j'avais initialement prévu pour ça m'a donné des résultats pourris..moins de 50% de rendement et ça ne tenait pas la charge, pourtant c'est un circuit assez répandu (puces DIP 8 achetées en France pourtant, chez Electronique Diffusion il y a qq années).

Bonne journée

Yffig