Solaire, batterie, led.

[Antoane]

Bonjour,

Je cherche à charger une batterie au plomb 12V à partir d'un panneau photovoltaïque, pour alimenter des spots à LED, la nuit.

J'ai vu qu'un panneau photovoltaïque est un générateur de courant. Dans ce cas, il faudrait utiliser un (ou plusieurs) panneau 12V (ou 13.7 ?) et le relier à la baterie (via une diode). Dans ce cas, une détection de fin de charge serait-elle nécessaire ?
Mais, que signifie cette valeur de "12V" si un panneau solaire est un générateur de courant ?


Merci.

[LPFR]

Bonjour.
Les 12V signifient que c'est la tension de travail optimale de votre panneau.
Mais un panneau solaire court-circuité, fournit seulement un peu plus de courant qu'à sa tension de travail. Et sa tension en circuit ouvert est seulement un peu plus élevée qu'en charge.
Pour charger une batterie au plomb il vous faudra plus qu'un seul panneau de 12 volts. La tension à vide d'un élément est de 2,2 volts. Donc, pour 6, cela fait 13,2 V.
Pour ce qui est la détection de la fin de charge, peut-être qu'elle sera nécessaire. Commencez par calculer le temps total de charge d'après les caractéristiques de la batterie et du panneau.
Au revoir.

[gcortex]

un LM317 réglé à 13V2 se chargera de couper la charge
pour moi, si la tension du panneau est suffisante, la diode est inutile

[Antoane]

merci pour vos réponses.

Les 12V signifient que c'est la tension de travail optimale de votre panneau.
Mais un panneau solaire court-circuité, fournit seulement un peu plus de courant qu'à sa tension de travail. Et sa tension en circuit ouvert est seulement un peu plus élevée qu'en charge.
Pour charger une batterie au plomb il vous faudra plus qu'un seul panneau de 12 volts. La tension à vide d'un élément est de 2,2 volts. Donc, pour 6, cela fait 13,2 V.
Pour ce qui est la détection de la fin de charge, peut-être qu'elle sera nécessaire. Commencez par calculer le temps total de charge d'après les caractéristiques de la batterie et du panneau.

Merci pour ces précision, mais je n'en suis pas encore à calculer le temps de charge, je ne fait que me renseigner !

un LM317 réglé à 13V2 se chargera de couper la charge

Si c'est suffisant, ce serait parfait !
Sauf peut-être la tension de déchet du lm317 qui sera un peut trop élevée (pertes, et nécessité d'un panneau à tension de sortie plus élevée). Peut-être voir un régulateur Low-drop ? (lm2940ct, par exemple ?)


A propos de la diode, j'avais lu qu'elle servait dans le cas où la batterie possédait une tension plus élevée que le panneau, pour éviter qu'elle ne ce décharge dans celui-ci.
Est-ce exact ?
Le régulateur jouerait-il ce rôle ?

Merci.

[LPFR]

Re.
Vous devriez jeter un coup d'œil dans un catalogue. Je viens de le faire dans le catalogue Conrad. Pour les panneaux "12 V", la tension de travail est en réalité de 17 V. Donc, cela devrait suffire.
Pour ce qui est de la diode, elle est inutile. La cellule elle même est une diode placée dans le sens bloquant par rapport à la tension qu'elle fournit. Le courant fourni par la diode-cellule solaire est un courant de diode inverse.
A+

[Antoane]

Bonjour,

Merci pour vos réponses.
Mon soucie est maintenant d'empêcher une décharge trop profonde de la batterie.
Pour prévenir un tel risque, serait-il possible d'utiliser un montage avec une zener dont la cathode serait reliée à la base d'un PNP (désolé pour la qualité du schéma, c'est du paint : je n'ai pas mon logiciel favori sous la main ) ? En simulation, ça marche, mais qu'en sera-t-il vraiment ? Pour la tension de zener, je prend Vz = Vmin - 0.6 avec Vmin la tension minimum acceptable par la baterie ? et 0.6 pour la tension Vbe du PNP ?
Sinon, y aurait-il un autre moyen qui m'éviterait les 0.6V de tension de déchet du transistor ? Peut-être un AOP qui comanderait un MOS ?

Sinon, j'ai jusqu'à lors pensé à une baterie au plomb, mais utiliser une batterie d'accus Ni-Cd avec la même technique de charge ne pose pas de problème ? (sauf mes tensions de fin de charge à revoir ?). L'avantage est qu'il ne necessite pas de protection contre la décharge. Qu'en est-il pour des Ni-MH ?

Merci pour votre aide.

[ozinoz]

pour le regulateur de charge

le mien a une diode anti retour , il me semble que tous l on pour au moins les regulateurs de plus de 12 amp

[LPFR]

Bonjour

En simulation, ça marche, mais qu'en sera-t-il vraiment ? Pour la tension de zener, je prend Vz = Vmin - 0.6 avec Vmin la tension minimum acceptable par la baterie ? et 0.6 pour la tension Vbe du PNP ?
Sinon, y aurait-il un autre moyen qui m'éviterait les 0.6V de tension de déchet du transistor ? Peut-être un AOP qui comanderait un MOS ?
.

Non, si la tension de la batterie est un peu plus grande que Vz+0,6, la jonction et la zener seront passantes et une des deux va mourir de mort violente.
Il faut utiliser un circuit plus intelligent. Votre solution avec un AOP et un MOS peut être bonne, si la tension disponible est suffisante pour que la résistance Rds du MOS devienne suffisamment faible.

A part cela, un transistor bien saturé n'a pas une tension de déchet de 0,6 volts. Elle est beaucoup plus petite (moins de 0,1 volt).

Au revoir.

[Antoane]

Bonjour,

Merci pour ces précisions.
Donc, juste pour être sûr : j'ai 0,6V entre la base et l'éméteur et pas grand chose entre collecteur et émetteur ?
Merci.
"La tension disponible est suffisante pour saturer le MOS" : un mos digital suture à 5V, non ?
Je vais donc utiliser un AOP et un MOS.

le mien a une diode anti retour , il me semble que tous l on pour au moins les regulateurs de plus de 12 amp

C'est pas clair...
les régulateurs de plus de 12 amp : ça veut dire 12A ? C'est pas plustôt 12V ? et à moins, il n'en contiennent pas ? Ca ne me parraît pas mlogique !!!

[LPFR]

Donc, juste pour être sûr : j'ai 0,6V entre la base et l'éméteur et pas grand chose entre collecteur et émetteur ?
Merci.
"La tension disponible est suffisante pour saturer le MOS" : un mos digital suture à 5V, non ?
Je vais donc utiliser un AOP et un MOS.

Bonjour.
Oui, dans un transistor bien saturé, la tension collecteur-émetteur est très faible (de l'ordre de 0,1 volt). La tension de la base est plus positive que celle du collecteur (pour un NPN).

Il y a peut-être des MOS qui saturent avec une tension de gate de 5 volts. Mais je ne les connais pas (ce qui ne veut pas dire qu'ils n'existent pas). Et je ne sais pas ce qu'est un "mos digital" (ce qui ne veut pas dire...)
Au revoir.

[Antoane]

Bonjour,

Quelques question sûr les MOS :
Un MOS "N-channel", se comporte un peu comme un PNP : il est saturé lorsque la gate est mise à 0V ?
Inversement pour le P-Channel ?
Dans ce cas, quel importance que le transistor soit à Déplétion, ou à enhancement ?

Dans la datsheet : comment trouver la tension minimum de fonctionnement, la tension de gate minimum pou être sûr que mon mos sera parfaitement saturé/bloqué ?



Une petite question, juste pour ma culture : quelle diférence éxiste-t-il entre l'éméteur et le colecteur d'un bipolaire ? dans les deux cas, il s'agit d'une région dopée P (ou N), possédant une jonction avec la base ?

Merci.

[LPFR]

Bonjour.

Un MOS "N-channel", se comporte un peu comme un PNP : il est saturé lorsque la gate est mise à 0V ?
Inversement pour le P-Channel ?
Dans ce cas, quel importance que le transistor soit à Déplétion, ou à enhancement ?

Quand c'est un N-channel le nombre de porteurs augmente quand le gate devient plus positif. Dans un P-channel le nombre de porteurs augmente quand le gate devient plus negatif.
"Depletion" on "enhancement" dépend que la conductivité quand le gate est à zéro. Si la conductivité est élevée à zéro, le gate travaille dabs la zone où on diminue cette conduction (depletion). À l'inverse, si pour une polarisation de zéro, le courant est presque nul, on fait travailler le gate dans la zone où on augmente le courant (enhancement).

Dans la datsheet : comment trouver la tension minimum de fonctionnement, la tension de gate minimum pou être sûr que mon mos sera parfaitement saturé/bloqué ?

Tracez une horizontale pour le courant de drain qui vous intéresse. Tracez une verticale pour la tension de saturation que vous voulez. Regardez quelle courbe passe par l'intersection des deux droites et à quelle polarisation de gate elle correspond. Si vous ne trouvez aucune, cherchez la plus proche et regardez si elle fait encore l'affaire.

Une petite question, juste pour ma culture : quelle diférence éxiste-t-il entre l'éméteur et le colecteur d'un bipolaire ? dans les deux cas, il s'agit d'une région dopée P (ou N), possédant une jonction avec la base ?

En fait, on peut inverser l'émetteur et le collecteur du transistor. Cela fonctionne encore comme un mauvais transistor (je l'ai fait, avec un traceur de courbes).
Un transistor n'est pas aussi symétrique que les sigles qui le représentent. Le dopage des impuretés est très différent dans les trois zones. Faible pour le collecteur, moyen pour la basse et très élevé pour l'émetteur. La géométrie non plus n'est pas favorable à l'inversion. Pour un transistor inversé, le bêta est très faible (autour de 10) et la tension collecteur base est limitée à environ 6 V. Par contre la tension inverse tolérée par la jonction basse émetteur est nettement plus élevée (et pour cause: c'est la tension Vcb max du transistor en fonctionnement normal).
Au revoir.

[Antoane]

Merci pour tes explications.

Plutôt que d'avoir à utiliser un régulateur Low Drop Out, je pensais qu'il serait peut-être possible d'utiliser un AOP (lequel détecterait la fin de la charge de la baterie) commandant un MOS qui court-circuiterait le panneau solaire (La baterie étant protégée par une Schottky ).

Est-ce réalisable ?

Merci encore pour ton aide !

PS : quel est (à peu près) le courant d'auto-décharge d'un batterie ? De quoi dépend-t-il ?
Merci

[LPFR]

Bonjour.
Les batteries ne sont pas ma spécialité. Je vous conseille de lire cette page. Elle contient quelques informations intéressantes sur la charge el les caractéristiques de différentes sortes de batteries, ainsi que des suggestions pour des chargeurs pas chers. Elle est en anglais mais, comme vous devez déjà le savoir, sans lire l'anglais on ne va pas bien loin dans le monde de la science ou de la technologie.
Si vous préférez utiliser un ampli-op comme comparateur, c'est faisable. Mais la comparaison des tensions doit être faite au milieu de la tension d'alimentation de l'ampli et non à Vcc ou à 0. Vous serez obligé de décaler la tension avec une diode Zener. Ainsi, si vous alimentez la diode avec la tension de la batterie (12 V), il faudra décaler la tension de 6 volts pour faire la comparaison au milieu. Il faudra aussi bien regarder la tension de sortie de l'ampli, qui n'arrive pas à la tension d'alimentation dans tous les modèles (sauf dans les "rail-to-rail").

L'auto décharge d'une batterie n'est pas due à un courant, mais à une réaction chimique. Vous pouvez le voir de la façon suivante: prenez une pile formée par deux plaques de Zn et Cu plongées dans de l'acide. Même si vous la laissez en circuit ouvert, l'acide attaquera et dissoudra le zinc.
Au revoir.

[Antoane]

Bonjour,

J'ai cherché sur une datasheet de MOSFET (Celle du IRF630) quel Ids je pouvait avoir avec mes 12V de Vgs : je peux donc avoir (d'après la figure 7, page 4) un courant de 9A, avec une Rds_on de seulement 0.4 Ohm ? Ca me parrait beaucoup de Ids ! ?

Merci

PS : En anglais, Ampère se dit Amps ? ou est-ce une.. abréviation ?