Convertisseur de puissance d'un générateur de courant vers un générateur de tension.

[jlcms]

Bonjour,

Je suis en train de développer un capteur dit ICP ou IEPE.
Dans ce genre de capteur le même fil sert à alimenter le capteur et à véhiculer le signal.
La source d'alimentation du capteur est un générateur de courant de 4mA, et la tension maximum que peut suivre le générateur de courant est de l'ordre de 28V.
Le signal utile du capteur est séparé de l'alimentation par une liaison capacitive (cf. définition).

Je souhaite développer une électronique coté capteur permettant de faire du traitement de signal analogique, à base de quelques amplis OP alimentés par une tension positive d'environ 3 à 5V.

Avez-vous une idée pour réaliser une convertisseur (probablement à découpage) permettant de convertir cette source de courant en source de tension?

Merci pour vos idées ou liens.

[DAUDET78]

Je ne pense pas que tu n'as pas bien pigé le principe du truc :

• Le capteur est alimenté par un générateur de courant de stabilité quelconque entre 2 et 20 mA
• Le capteur est alors vu comme une source de tension de résistance interne comprise entre 100 et 300 ohms et d'amplitude 12V

La solution :

• Donc tu fais un générateur de courant de 4mA capable de supporter une résistance de charge de 0 à 7500 ohms (il faut disposer d'une alimentation de l'ordre de 40V DC pour le faire)
  
• Tu branches la sortie du capteur sur un ampliOP capable de suivre une excursion de 12V en entrée

Le truc à découpage, c'est peut être pour fabriquer le 40V DC .... bien que ce ne soit pas conseillé pour une question de bruit

[jlcms]

Non,
Tu n'as pas compris.
L'électronique du coté du conditionnement ne m'intéresse pas dans ce post.
C'est l'électronique du coté du capteur qui m'intéresse.

Et je cherche à alimenter des amplis op du coté du capteur alors que je ne reçois qu'un courant constant.

Si je veux disposer d'un courant plus important que 4mA pour alimenter mes amplis OP une conversion à découpage s'impose.
Mais comment?

[DAUDET78]

Je viens de relire ta question ....
C'est coté capteur que tu travailles ?
Donc, tu disposes d'une tension d'alimentation d'environ 25V DC pour alimenter tes ampliOP et tu dois consommer moins de 2 mA

[jlcms]

Merci, je sais que je dispose de 25V/4mA.
Mais je veux disposer de 5V/20mA.
Je cherche à définir un convertisseur qui fera cette opération.
Et si je n'avais pas besoin de plus de 4mA, j'aurais simplement mis une zener de 5V et le tour était joué.
Là j'ai besoin de toute la puissance (25V*4mA = 100mW).

[Qristoff]

Salut,
de toute façon, toute conversion prendra son pourcentage sur la puissance, ça s'appelle le rendement, tu ne pourras donc pas récupérer 100% de la puissance d'entrée.
Les bons petits convertisseurs step down peuvent approcher 85 à 90% http://docs-europe.electrocomponents...6b80e32254.pdf

[jlcms]

Admettons que j'ai 28V/4mA, et que je veuille produire 5V/20mA.
Sinon ce n'est pas chez TI que l'on trouve les meilleurs rendements, linear est déjà un cran au dessus.

[Tropique]

Admettons que j'ai 28V/4mA, et que je veuille produire 5V/20mA.

C'est limite possible, mais à condition de n'employer l'équipement hôte que comme alimentation, sans possibilité d'envoyer une modulation.

[jlcms]

En fait j'imaginais un système qui se comportait comme une charge constante en courant et en tension.
Ceci avec une commutation, un coup on commute sur la charge un coup on commute sur un "convertisseur", avec un rapport cyclique variable.
La fréquence de commutation étant placée au dessus de la bande passante utile du capteur.
Il est bien sûr nécessaire de transmettre une modulation depuis le capteur vers l'équipement hôte.

Bon, si Tropique cale, je ne vois pas trop qui va pouvoir m'aider.
Il va vraiment falloir que je réfléchisse...

[DAUDET78]

Je serais curieux de démonter un de leur capteur !
C'est un sacré chalenge. Ce qui me gêne dans le convertisseur, c'est le bruit. Et comment mettre ça dans un si p'tit truc ?

[jlcms]

En général dans ces capteurs l'amplification est faite par des FET.
Et en général encore, la pré-amplification et la polarisation consomme moins que le courant d'alim donc tout est plus simple.

[Qristoff]

Il est bien sûr nécessaire de transmettre une modulation depuis le capteur vers l'équipement hôte.

et tu peux superposer une modulation AC au courant 4mA continue ?

[Tropique]

En fait j'imaginais un système qui se comportait comme une charge constante en courant et en tension.
Ceci avec une commutation, un coup on commute sur la charge un coup on commute sur un "convertisseur", avec un rapport cyclique variable.
La fréquence de commutation étant placée au dessus de la bande passante utile du capteur.

Cette partie là ne pose aucun problème particulièrement difficile.

Il est bien sûr nécessaire de transmettre une modulation depuis le capteur vers l'équipement hôte..

Là, il va y avoir des soucis avec la première loi de la thermodynamique.
Dès qu'on va mettre une modulation, le produit I*V de la source va descendre sous la puissance de 100mW absorbée par l'électronique.
Donc, même si le convertisseur parvient à recycler l'entièreté du courant, il manquera quelque chose.
Et il ne sera pas possible d'avoir une excursion positive non plus, puisqu'on va dépasser le maximum de tension permis par le standard.
Conclusion: il faut que cela reste à 28V, ni plus ni moins, et par conséquent, pas de modulation possible.

[jlcms]

Voici un exemple de chaîne de transmission IEPE

L'offset dans le câble est lié à la valeur de la résistance R3.
La modulation provient de la source V1 et est ressortie sur "out".

[DAUDET78]

Voilà un schéma (une ébauche !) qui ne doit pas être idiot ...
L'ampli de sortie à un gain -R1/R2