régulation 24v de puissance (besoin d'aide)

[mickesiera]

Bonjour à  tous,

tout dabord, je vous souhaite une très bonne année 2018, rempli de beaux projets de bidouillage !!! ;)

je suis en train de construire une imprimante 3d et pour allimenter la carte électronique j'ai récupéré un transfo industriel en 24v alternatif.
j'ai besoin de 24v continue.

donc pont de diode, condensateur, jusque la je connait pas de soucis !
afin de garentir un 24v stable je souhaiterais intégrer un régulateur.
je dispose d'un lm317 qui est adapté pour la tension mais qui ne suporte que 1.5 A et mon alim est une 10 A.

je voudrais bouster cette régulation en utilisant un mosfet canal N (IRF3205, 23N50E), avec un bon radiateur bien sur !

et c'est la que je bloque  :-\

auriez vous un circuit simple de régulation de puissance 24v avec les composants cités plus haut à  me proposer ?


je vous remercie d'avance,
bonne soirée.

[Électro-Bidouilleur]

Bonjour,

J'ai passé beaucoup de temps sur cette question car je trouvais la question intéressante. J'ai fait des simulations pour me convaincre que ce que vous voulez faire n'est pas possible (en tout cas, je ne vois pas comment sans ajouter d'autres composants actifs). À mon avis, vous n'y arriverez pas facilement juste avec un LM317 et un MOSFET. Le raison est que le MOSFET nécessite une tension entre la grille et la source Vgs (pour le faire conduire) qui est plus grande que la tension de référence (développée entre OUT et ADJ) du régulateur LM317 (1.25V). Je m'explique:

La configuration classique de régulation avec transistor de contournement est montrée ci-dessous. Un transistor de contournement prend tout le courant (presque tout) et sa jonction base-émetteur produit une chute Vbe de 0.6V. Le régulateur travaille à  maintenir un différentiel de tension de 1.25V entre OUT et ADJ. Le régulateur ajustera donc sa tension OUT pour que R1 fasse la différence pour atteindre le 1.25V (Vbe + Vr1 = 1.25V). Le régulateur trouvera son équilibre et tout le monde sera content. C'est un très bon circuit. Assurez-vous de bien comprendre ce circuit et mes explications avant de continuer.



De façon moins rigoureuse, il est aussi possible de se fier sur la relative (!) constance de la tension Vbe pour produire un circuit qui fonctionne. Mais la régulation de tension de sortie sera moins bonne puisque la sortie n'est plus échantillonnée pour développer le 1.25V entre OUT et ADJ. On se fie sur la relative constance de Vbe (constance d'un transistor à  l'autre, constance en fonction du courant). Pas très bon, mais ça fonctionne.



Comme expliqué en introduction, la tension Vgs du mosfet nécessaire pour faire passer le courant du drain vers la source est plus grande que la tension entre OUT et ADJ du régulateur. Vous ne pouvez donc pas espérer inclure le MOSFET dans la boucle de sortie et développer 1.25V sur le régulateur.

Ce que vous pourriez croire fonctionnel est ceci (lisez la suite car il y a quand même problème).

La tension Vgs pour saturer un MOSFET est très variable d'un MOSFET à  l'autre, plus variable qu'un transistor bipolaire. Il vous sera difficile de prévoir une tension de sortie. Autre problème potentiel, la tension d'entrée pourrait être insuffisante pour couvrir la chute de tension à  travers le régulateur ET la chute de tension Vgs. À vérifier.


Je vous suggère plutôt d'utiliser un régulateur shunt. Ce genre de configuration pourrait convenir (avec MOSFET et résistances adaptées à  vos besoins bien sûr). Dans ce cas ci, la tension d'ajustement est sniffée en sortie à  travers R2 et R3, ce qui annulera l'influence des variations d'un MOSFET à  l'autre. Et on n'est pas pris avec ce fichu 1.25V entre OUT et ADJ! Ici, le 1.24V est maintenu entre ADJ et l'électrode à  la masse. Grosse différence!

Attention, vous aurez besoin d'un TL431, pas d'un TLV431. Notez aussi que je n'ai pas inclus de condensateur de stabilisation pour le régulateur dans mes schémas de simulation.

Ouf!

[mickesiera]

Bonjour,

merci beaucoup de la réponse !!!
je comprend mieux le problème.

par chance j'ai trouvé un tl431 dans mes stock donc je voudrais faire le montage avec un irf3205
j'ai 34v en entrée et je veut 24v en sortie.
comment dois-je calculer les résistances ?
j'ai tenter de réaliser le montage sur ltspice mais c'est un cauchemar pour trouver et ajouter des nouvelles librairies de composants.

merci encore,

bonne journée

[Électro-Bidouilleur]

Vous n'apprendrez rien si je vous donne la réponse toute digérée! C'est un simple diviseur résistif. Lisez la fiche du TL431.... J'ajouterai que le TL431 travaille toujours pour amener la broche REF à  une tension V_REF plus haute que l'anode. Je vous laisse avec cela. On se reparle si vous êtes coincé...

[Électro-Bidouilleur]

Pour LTSpice, vous pouvez facilement modéliser le schéma équivalent du TL431:

Utilisez le module "opamp", qui est un ampli idéal. Pour le transistor, n'importe quel NPN fera, un 2N3904 par exemple. Pour V_REF, voyez la fiche technique! Quant au MOSFET dans votre circuit, prenez-en un de type canal-N et ayant des caractéristiques similaires. Rien de critique pour vérifier le bon fonctionnement du circuit.

[mickesiera]

Bonjour et merci de la réponse.

je ne souhaite pas de réponse toutes faite mais de conseils pour les calculs.

Pour déterminer la valeur de R1 j'ai besoin de conaitre l'intensitée :

dans la datasheet il est dit que le courant max est de 100 mA mais à  combien dois je fixer l'intensitée pour le calcul de R1 (1, 10, 100 mA) ?
je ne comprend pas comment déterminer cette valeur.

Merci beaucoup pour l'aide !!!

bonne soirée

[Électro-Bidouilleur]

Pas de problème. Je veux juste m'assurer que l'exercice demeure bon pour l'apprentissage, sinon je n'aurai pas atteint mon objectif.

Le courant peut être aussi petit que possible, car autre que le courant requis pour polariser le TL431 correctement, il n'y aura aucun courant drainé par le TL431 (la grille du MOSFET offre zéro courant). Tout le courant 24V fourni par le circuit passera du drain à  la source du MOSFET. Le TL431 ne fait que contrôler le MOSFET pour atteindre 24V en sortie (soit 1.24V sur son entrée REF). D'ailleurs, dans l'exemple, la valeur de la résistance 33K devrait vous donner la puce à  l'oreille quant au courant requis...

[mickesiera]

Bonjour,

merci de la réponse !

donc si je comprend bien c'est un peut au piff avec un courant très limité.
merci, maintenant je peut calculet tout ça !

bonne soirée.

[Électro-Bidouilleur]

Pas vraiment au pif. Lisez la fiche technique et prenez le courant minimum + un peu de marge.