dimensionnement convertisseur DC/DC

[toutou2525]

Bonjour
j'aimerais savoir comment estimer la valeur de l'amplitude de l'ondulation de courant ou de tension à la sortie d'un convertisseur DC/DC buck-boost est acceptable ou non.
l'amplitude de l'ondulation de tension en sortie = Ue*D²/(Rs*Cs*f*(1-D))
Ue la tension d'entrée.
D le rapport ciclyque
Rs la résistance de charge
Cs le condenssteur du convertisseur
f la fréquence de commutation
l'amplitude de l'ondulation de courant en sortie = Ue * D /(L*f)
L la conductance.
et donc je voie pour quelle valeur de D que les ondulations soit maxi pour dimensionner les valeurs du condensateur, et de la conductance
merci d'avance
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[toutou2525]

le courant maximal fourni à l'entrée du convertisseur est de 5 A et la tension est de 22 V

[Antoane]

Bonjour,

L la conductance.

Plutôt l'inductance

et donc je voie pour quelle valeur de D que les ondulations soit maxi pour dimensionner les valeurs du condensateur, et de la conductance

Pour calculer valeur de D telle que ΔUs= Ue*D²/(Rs*Cs*f*(1-D)) est maximale, il suffit de calculer la dérivée de calculer la dérivée de ΔUs par rapport à D et de chercher le point (la valeur de D) ou cette dérivée s'annule. il faudra ensuite vérifier que ΔUs est bien maximale en ce point, et non minimale.
C'est des maths de base, il n'y a pas d'électronique la dedans.
http://www.parfenoff.org/pdf/1re_S/a..._fonctions.pdf

[toutou2525]

Bonjour
en fait, ce que j'ai fait:
((l'ondulation de la tension)*Rs*Cs*f/Ue)=D²/1-D, et donc j'ai vu pour quelle valeur de D l'amplitude soit maximale. mais cela reste en fonction de Cs, f, Ue et Rs et donc comment savoir si la valeur calculer de l'amplitude de l'ondulation de tension en fonction de ces paramètres est acceptable ou non.
je veux dire si pour des valeurs données pour la fréquence de commutation et du Cs et Ue ainsi que Rs la valeur de l'amplitude soit 300 mV (cela est il acceptable?)

[A voir en vidéo sur Futura]

[Antoane]

300 mV est parfois acceptable, parfois non.
En général, le cahier des charges spécifie une valeur d'ondulation maximale acceptable, c'est alors à toi de dimensionner tes composants pour répondre à la demande.

[toutou2525]

merci beaucoup

[toutou2525]

Bonjour
j'aimerais bien savoir si une fréquence de 30 KHz sera suffisante pour commander mon convertisseur
bonne journée

[Antoane]

Bonjour,

Dans l'absolu, ce n'est pas très élevé.
Mais la bonne façon de faire consiste à calculer les autres composants du montage et à voir si leurs valeurs sont trop grandes ou non. Si oui, il faudra songer à augmenter la fréquence, sinon, tu pourras éventuellement la diminuer pour diminuer les pertes par commutation.

[toutou2525]

merci beaucoup

[toutou2525]

Bonjour
vous m'avez dit que dans l'absolue , ce n'est pas trop élevée (je parle de la fréquence), c'est pas trop élevée comment? une marge me sera d'une grande aide

merci d'avance

[Antoane]

Bonjour,

ce n'est pas trop élevée

Non, ce n'est pas très élevé = c'est assez bas.

Pas facile de dire dans l'absolue si une fréquence de découpage est élevée ou non... Ca dépend :
- de l'application ;
- de tes compétences.
Ce qu'on peut dire, c'est que :
- en général, lorsque la puissance et/ ou la tension augmente, on diminue la fréquence de découpage.
- on utilise rarement des fréquences dans le domaine audible (i.e. <20 kHz).
- il est plus simple de faire de l'électronique en BF qu'en HF.
- en HF, les composants (passifs) sont plus petits, a priori moins chers.

Aujourd'hui, on fait peu de convertisseurs à composants discrets commutant à plus de 1 MHz. On trouve qq convertisseurs intégrés allant jusqu'à qq MHz.
Les convertisseurs discrets fonctionnes généralement entre qq dizaines et qq centaines de kHz. l'état de l'art des convertisseurs à découpage gérant les circuits d'alim de µP est à ~300 à ~500 kHz. Mais c'est de la basse tension.

[toutou2525]

Bonsoir et merci pour votre réponse

en fait la tension d'entrée du convertisseur sera au max 22 V alors que le courant sera 4 A, et je vais l'utiliser comme convertisseur buck commander par l'arduino uno, et donc je pense à utiliser une fréquence de 62.5 KHz ou 31.125 KHz. pour ensuite dimensionner la bobine et le condensateur.

d'aprés votre expérience et savoir faire, cela pourait il être bon?

[bobflux]

En gros, quand la fréquence augmente, tu peux diminuer la taille de l'inductance, donc les pertes fer et cuivre, ce qui est intéressant. La boucle de contre-réaction devient aussi plus rapide, ce qui améliore la régulation. Par contre, les pertes par commutation augmentent.

Tension et courant de sortie ?

[invite03481543]

Bonsoir et merci pour votre réponse

en fait la tension d'entrée du convertisseur sera au max 22 V alors que le courant sera 4 A, et je vais l'utiliser comme convertisseur buck commander par l'arduino uno, et donc je pense à utiliser une fréquence de 62.5 KHz ou 31.125 KHz. pour ensuite dimensionner la bobine et le condensateur.

d'aprés votre expérience et savoir faire, cela pourait il être bon?

Bonjour,

si tu comptes utiliser un arduino pour faire ton convertisseur autant te prévenir que tu vas devoir acheter du matériel car tu vas faire péter du composant.
On ne fait pas un DC/DC avec un µC et encore moins avec un arduino.
Surtout quand visiblement on ignore tout de ces techniques de conversion.
Je te conseille vivement de découvrir et de réaliser préalablement un DC/DC avec des circuits dédiés et parfaitement étudiés pour cela, ils ne manquent pas.

La fréquence se décide selon plusieurs critères préliminaires pour la décision:

1/ j'ai déjà des modèles de noyaux magnétiques en stock je vais m'adapter au plus proche, selon la puissance à transmettre, en utilisant la méthode des produits des surfaces, faire une recherche sur le forum j'en ai déjà parlé maintes fois.
2/ j'ai besoin d'un rendement élevé, oui ou non.
3/ j'ai des contraintes CEM importantes, oui ou non.
4/ j'ai de la place pour le caser, oui ou non
5/ j'ai déjà des transistors, lequel vais-je pouvoir utiliser sans devoir rentrer une nouvelle référence.
6/ idem pour diodes et condensateurs.

Dans une alimentation à découpage il ne suffit pas de balancer un quelconque PWM pour que les choses se fassent comme ça.
Il y a la boucle d'asservissement à assurer et avec un µC je te souhaite bien du plaisir, surtout avec un ardui-machin.

[bobflux]

Le DC-DC alimente quoi, quelle tension en sortie et quel courant ?