Utilisation du comparateur LM311

[DAUDET78]

Et quand tu auras vérifié que le LM311 de mon schéma #27 commute bien,
Tu peux essayer ce schéma qui ne devrait pas être trop idiot :

Attention : Il y a beaucoup de modifications ! En particulier sur le LM311 ...
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[HO2A]

Hello zibuth27,

La théorie, moi j'adore, mais je préfère encore le bon sens, car ça permet d'être compris par plus de gens tout en disant exactement la même chose...
Je vais essayer de te répondre point par point:

j'ai du mal à comprendre l'utilisation d'un mode de commutation violent sur une génératrice !
mais ça doit être à la mode
=> Ce n'est pas une question de mode, juste une question de simplicité et aussi d'échauffement mais on verra ça plus loin...et au passage ya pas plus commutation que le PWM

Sur les dynamos de moto, on voit fleurir des diodes de roue libres dont le but est louable : ne pas avoir de surtension. Cela entraîne donc un temps de décharge de l'énergie assez long, pendant ce temps le courant continue à circuler dans l'excitation, et la tension de sortie en subit les conséquences
=> Je ne crois pas qu'on utilise encore des dynamos sur les motos. Depuis l'arrivée des redresseurs au silicium, vers les années 60, on n’utilise plus beaucoup de génératrices de courant continu du type dynamo qui imposaient de commuter des enroulements dans le bon sens et au bon moment pour obtenir du courant continu et ceci grâce à des charbons frottant sur un collecteur tournant! Même ce qu'on appelle communément la "dynamo" sur un vélo est en fait une sorte d'alternateur, qui produit d’ailleurs du courant alternatif comme son nom l'indique... Les dynamos de l'époque, avaient des collecteurs qui s'usaient du fait des frottement des charbons, les charbons s'usaient aussi pour les même raisons, mais on n'avait pas le choix pour recharger une batterie car les redresseurs n'existaient pas encore sous une forme compacte et économique et donc, si on voulait recharger une batterie, il fallait produire directement du courant continu et il n'y avait qu'une dynamo entrainée par le moteur pour le faire! Là ne s'arrêtait pas la liste des inconvénients de la dynamo par rapport à l'alternateur! Il fallait aussi bien sur réguler la charge, pour stopper la production de courant quand la tension de la batterie dépassait la tension maximale autorisée par la batterie et inversement, il fallait recommencer à charger quand elle descendait en dessous d'un certain seuil. On utilisait pour celà un relais dont le contact repos envoyait du courant vers l'inducteur de la dynamo et dont le contact travail coupait justement ce courant. Et ça vibrait et les contacts s'usaient et ça se dérèglait... Mais ce n'est pas tout, il y avait pire encore: La dynamo ne pouvait en aucun cas rester connectée sur la batterie sinon celle ci, en l'absence de diode, se vidait brutalement dans l'induit de quelques fractions d'Ohms de la dynamo, au risque de foutre le feu à l'automobile en question. Dans le meilleur des cas, la batterie était foutue! Donc il fallait ce qu'on a appelé un Conjoncteur Disjoncteur (CDI) dont la fonction était de couper le courant de la dynamo (quelques dizaines d'ampères quand même), chaque fois que la tension produite par la dynamo était inférieure à celle de la batterie et cela se produisait, non seulement à l'arrêt du moteur mais aussi chaque fois que le régime du moteur était trop bas, disons inférieur à 1500 t/min.
On a plus ce pbm de nos jour avec les alternateurs qui produisent suffisamment de tension même au ralenti et qui de toute façons son équipés de diodes de redressement qui protègent de la décharge de la batterie dans l'alternateur. Ces CDI étaient un beau morceau de bravoure en terme d'électromécanique! Enfin bref, avant l'arrivée des redresseurs au silicium, recharger une batterie de véhicule était tout de même une belle prouesse et on commutait déjà beaucoup à l'époque!

Dans le RTFM placé en tête des posts d'électronique de Futura-Sciences, il y a dès le début un sujet à lire "FAQ : questions souvent posées en électronique", le premier papier est de de Monnoliv "comment commander correctement un relais" et explique clairement que le relais a fort avantage à être limité au bloquage par une Zener (une transil ou une transZorb, etc fait aussi l'affaire) et permet d'évacuer beaucoup plus rapidement l'énergie
Or une bobine de relais ou un inducteur de machine ne sont pas fondamentalement très différents
=> Tout à fait d'accord, lorsque l'on commute sur une charge inductive il faut évacuer l'énergie de rupture et j'utilise largement des transils pour ça...

Dans le monde des génératrices moto, les inducteurs sont actuellement tous commandés par de l'électronique avec une magnifique diode de roue libre, y compris dans les réalisations commerciales.
dans le cas d'une dynamo E3H, la durée de la "récupération" par diode est de l'ordre de 150 ms, avec une constante de temps de l'inducteur de l'ordre de 40ms. Le vieux montage Lucas, avec son étouffement par résistance de 50 ohms, montait à 80V, mais mettait à peine la milliseconde à récupérer, ce qui faisait pratiquement une oscillation à "haute fréquence" du contact d'inducteur et le courant d'inducteur n'avait pas le temps de monter à fond.
Qu'a-t-on gagné avec la diode silicium ? simplement que la surtension est de 1V pour un isolant qui tient 700V (en neuf), mais l'ondulation de courant de sortie peut atteindre 100% du courant. Là, ça dépend des besoins de l'utilisation et de la longévité espérée (en moto, on espère actuellement guère plus d'un an pour la batterie, selon mon concessionnaire).
Si la génératrice est destinée à charger une batterie, on se trouve dans un cas strictement interdit par le fabricant de batterie qui admet une ondulation de courant de l'ordre de 5% de la capacité (les sodomiseurs de diptères rappelleront que le courant est en A et la capacité est en Ah, mais c'est pourtant exprimé ainsi par les fabricants !) ou 0.5% de la tension float .
Les redresseurs-régulateurs à thyristors font à peine mieux

=> Bon, pour simplifier, tu dis commuter en tout ou rien sur l'induction, c'est pas bien et d'ailleurs les fabricants de batterie voudraient bien l'interdire mais n'y arrivent pas et c'est pour ça qu'il faut changer de batterie tous les ans! Voyons la suite...

[I]C'est pourquoi, au lieu d'exciter par commutations dans l'inducteur, je préfère utiliser un courant pseudo-continu avec une régulation à PWM (quasiment sans ondulations de sortie en courant ni en tension)
=> Ah le PWM, nous y voilà, la modulation par largeur du pas! Mais qu'est-ce que c'est le PWM, si ce n'est de la commutation? Le PWM est une succession de signaux bien carrés de largeur variable certes, mais heureusement que tu n'attaques pas directement un commutateur de puissance (du genre MosFet) directement avec ça, sinon tu en aurais de l'énergie inductive à évacuer!
Non, ce n'est pas le PWM qui produit directement une régulation, quasiment sans ondulations de sortie en courant ni en tension, c'est le condensateur qui est derrière et qui va intégrer le signal PWM pour en faire une belle tension bien propre et sans ondulation. Mais ensuite, tu en fait quoi de cette belle tension bien propre qui correspond très exactement à ce qu'il faudrait injecter sur l'induction pour maintenir la charge de la batterie à son niveau optimum? Tu vas devoir l'appliquer à un amplificateur de puissance qui lui va chauffer comme tous les diables et nous voilà revenus au point de départ! Si on préfère commuter c'est surtout pour éviter l'échauffement des composants finaux qui vont commander l'induction. Pour faire court, un amplificateur bien linéaire, ça chauffe énormément et au moins 100 fois plus qu'un commutateur qui marche en tout ou rien!
Rien ne m’empêcherait d'intégrer le signal haché censé sortir un jour de mon LM311 pour avoir moi aussi, une belle tension bien propre, d'une valeur parfaitement proportionnée au niveau d'induction nécessaire à l'instant T. Mais qu'est ce que je vais pouvoir en faire ensuite? Il me faudrait un ampli (si possible linéaire) d'au moins 75W utiles pour commander le courant d'induction. Un truc au passage qui m'amuse beaucoup c'est que lorsque l'on veut vraiment des puissances énormes d'amplis audio, des milliers de W, qu'est-ce qu'on fait d'après toi? Eh bien on digitalise le signal pour l'amplifier en commutation et l'intégrer ensuite à la sortie.
Conclusion, la régulation en PWM, c'est très facile à faire avec un PIC et quelques lignes de Basic, mais qu'est-ce que tu en fait ensuite? That is the question! Tant qu'il s'agit de commander des courants faibles de quelques centaines de mA, ça va, mais quand il s'agit de plusieurs ampères, problème!

oscillogrammes joints:
étouffement par résistance (electromag reg)
constante de temps inducteur Lucas E3H (field coil current)
temps de récupération (freeweel diode)
sortie redresseur-régulateur d'une moto neuve : W800 (newfile12a)
=> Je regrette que tu n’aies pas montré ton signal PWM brut, avant intégration...

A+

[invite03481543]

Il y a beaucoup de confusions dans ton explication.

Juste en apparté, quand tu cites quelqu'un il faut encadrer son texte par les balises [*quote] texte cité ici [*/quote] en enlevant les asterisques.
Ce qui donnera ça:

texte cité ici

Ce sera nettement plus lisible.

Pour en revenir à nos moutons:

=> Bon, pour simplifier, tu dis commuter en tout ou rien sur l'induction, c'est pas bien et d'ailleurs les fabricants de batterie voudraient bien l'interdire mais n'y arrivent pas et c'est pour ça qu'il faut changer de batterie tous les ans! Voyons la suite...

Oui c'est pas bien, tout comme court-circuiter un condensateur.
On n'ouvre pas un circuit inductif, c'est une règle pour éviter les ennuis.

Pour faire court, un amplificateur bien linéaire, ça chauffe énormément et au moins 100 fois plus qu'un commutateur qui marche en tout ou rien!
Rien ne m’empêcherait d'intégrer le signal haché censé sortir un jour de mon LM311 pour avoir moi aussi, une belle tension bien propre, d'une valeur parfaitement proportionnée au niveau d'induction nécessaire à l'instant T. Mais qu'est ce que je vais pouvoir en faire ensuite? Il me faudrait un ampli (si possible linéaire) d'au moins 75W utiles pour commander le courant d'induction. Un truc au passage qui m'amuse beaucoup c'est que lorsque l'on veut vraiment des puissances énormes d'amplis audio, des milliers de W, qu'est-ce qu'on fait d'après toi? Eh bien on digitalise le signal pour l'amplifier en commutation et l'intégrer ensuite à la sortie.

Je crois que tu confonds commande, puissance et filtrage.
Que ce soit un ampli classe D, un onduleur, une alimentation résonante, bref tout ce qui est à découpage aujourd'hui fonctionne en PWM.
Toutes les commandes moteurs fonctionne en PWM.
Il y a 2 sortes de commutations, la dure et la douce.
La dure implique des di/dt forts, la douce utilise le mode résonant et travaille en zéro de courant ou/et zéro de tension avec des signaux sinusoïdaux.
Dans les 2 cas la commande est TOUJOURS en PWM.
Cette commande en commutation est paramétré avec un di/dt controlé et à faible énergie, il n'y a donc pas de problème de rayonnements dans ce cas là.
C'est plus compliqué en commutation dure, où il faut ajuster certains paramètres pour éviter des rayonnements.
C'est pour cela que la commutation douce a été inventée.

[invite03481543]

Et accessoirement la diode de roue libre n'a plus le même rôle dans un hacheur que dans une commutation d'inducteur, vu que justement il n'y a plus de rupture de courant.

[HO2A]

"Je crois que tu confonds commande, puissance et filtrage."
Si ça te fais plaisir de le croire...

Hier tu disais ceci:

"j'ai du mal à comprendre l'utilisation d'un mode de commutation violent sur une génératrice !
mais ça doit être à la mode"

Mais aujourd'hui, tu dis celà:

"Que ce soit un ampli classe D, un onduleur, une alimentation résonante, bref tout ce qui est à découpage aujourd'hui fonctionne en PWM.
Toutes les commandes moteurs fonctionne en PWM."

Tu vois, c'est pas la commutation violente qui est à la mode aujourd'hui, c'est plutôt les commandes en PWM et la mode, ça change tous les jours...

Si tu veux philosopher sur les phénomènes sociologiques de mode, on pourrait aussi parler de tes fabricants de batteries qui faisaient semblant (hier et selon toi) de s'offusquer de courants de charge avec une ondulation de plus de 5%... En tous cas ils ne le crient pas très fort et ils sont bien contents de vendre des tonnes de batteries qui ne durent pas beaucoup plus qu'un an!...
Je sais que ça fait très has been, mais je me souviens de mon père qui disait à l'époque: Une batterie bien entretenue, ça dure 5 ans!
En ces temps là pourtant, on rechargeait encore les batteries de voiture avec des dynamos et qu'on hachait vraiment très très dur!

Si il faut maintenant recharger les batteries avec un microprocesseur, il y a une amélioration que tes fabricants de batteries devraient exiger immédiatement et c'est:
Interdire d'envoyer 40A dans la gueule d'une batterie complètement à plat en plein hiver, ce qui arrive systématiquement avec un moteur récalcitrant au démarrage et ça, ça flingue vraiment les batteries!
En tous cas, puisque tu es fan de la recharge des batteries en en PWM, avoues que ce serait un jeu d'enfant avec un microprocesseur, non?

Mais on s'écarte du sujet, revenons à nos moutons, je serais très heureux de voir ton schéma pour recharger la batterie de ta moto en commutation douce...

[DAUDET78]

avoues que ce serait un jeu d'enfant avec un microprocesseur, non?

C'est pas le machin ou le truc le problème ...
Le problème, c'est la mesure du courant qui charge la batterie (sachant que l'alternateur doit fournir ce courant limité comme il faut plus le courant pour les lampes, le calculateur, l'allume cigare etc )

[invite03481543]

Hier tu disais ceci:

"j'ai du mal à comprendre l'utilisation d'un mode de commutation violent sur une génératrice !
mais ça doit être à la mode"

relis bien, ce n'est pas moi qui disait cela

Si tu veux philosopher sur les phénomènes sociologiques de mode, on pourrait aussi parler de tes fabricants de batteries qui faisaient semblant (hier et selon toi) de s'offusquer de courants de charge avec une ondulation de plus de 5%... En tous cas ils ne le crient pas très fort et ils sont bien contents de vendre des tonnes de batteries qui ne durent pas beaucoup plus qu'un an!...
Je sais que ça fait très has been, mais je me souviens de mon père qui disait à l'époque: Une batterie bien entretenue, ça dure 5 ans!
En ces temps là pourtant, on rechargeait encore les batteries de voiture avec des dynamos et qu'on hachait vraiment très très dur!

Ce ne sont pas MES fabricants de batterie et d'une.
S'ils vendent plus de batteries que prévu c'est uniquement parce que les gens font n'importe quoi et ne lisent pas les consignes.
Et évite de me prêter des propos que tu détournes comme bon te semble, merci par avance.

Si il faut maintenant recharger les batteries avec un microprocesseur, il y a une amélioration que tes fabricants de batteries devraient exiger immédiatement et c'est:
Interdire d'envoyer 40A dans la gueule d'une batterie complètement à plat en plein hiver, ce qui arrive systématiquement avec un moteur récalcitrant au démarrage et ça, ça flingue vraiment les batteries!
En tous cas, puisque tu es fan de la recharge des batteries en en PWM, avoues que ce serait un jeu d'enfant avec un microprocesseur, non?

mon pauvre monsieur, on ne t'a pas attendu pour faire des chargeurs à µC

[HO2A]

D'accord, en plus de la tension de la batterie il faut une autre info à ton programme, c'est le bilan du courant qui entre ou qui sort de la batterie.
Cette sonde indispensable peut-être tout simplement un shunt d'ampèremètre placé en sortie de batterie et qui va te donner en millivolts (positif ou négatif), le bilan global du courant qui entre ou qui sort de la batterie. Avec la tension de la batterie plus l'intensité du courant qui la charge ou la décharge, tu peux concevoir ton chargeur idéal de batterie

[DAUDET78]

Avec la tension de la batterie plus l'intensité du courant qui la charge ou la décharge, tu peux concevoir ton chargeur idéal de batterie

Et ça coute combien ? Multiplié par des millions de véhicules ? alors qu'une voiture est utilisé , en moyenne, 200 heures par an ?
Et que la batterie résiste au minimum 3 ans aux mauvais traitements ? Et que la garantie légale est de 2 ans ?

Rien à foutre de tes mesures onéreuses de courant !

[HO2A]

Bjr DAUDET78,
Je sais pas où trouver ton schéma 27 mais celui que je vois doit bien l'intégrer, non?
Je t'en remercie beaucoup,
j'aime beaucoup ta réaction positive sur l'entrée 2 avec les résistances de 100K et 1K, c'est sur que ça va sortir ce LM311 de sa léthargie! Pourvu qu'il n'accroche pas! Il faudra peut-être doser...
Pour le reste de ton schéma, je n'ai pas cherché à tout comprendre dans le détail, mais je vois bien que sa complexité est due à l'interaction redoutée entre la sortie du LM311 (et sa boucle de réaction) avec la commande du NPN qui suit! Tout ça peut être simplifié par l'usage d'un MosFet canal N qui se commande en tension et pas en courant, mais d'abord voyons comment va se comporter ce LM311! Hier j'ai été très occupé mais je m'y recolle immédiatement.

[DAUDET78]

Je sais pas où trouver ton schéma 27

Il est à ma réponse #27
Ensuite, j'ai élucubré le schéma en réponse #31 qui devrait marcher

Tout ça peut être simplifié par l'usage d'un MosFet canal N qui se commande en tension et pas en courant,

tu ne fais pas de modif au #31, pas de NMOS, pas de bidulotron synchrone .... tu testes mon schéma #31 sans aucune modif !

[invite03481543]

Tu oublies une sonde de température, ça aussi c'est indispensable pour ton chargeur de batterie dit "idéal"
C'est quoi au fait un "shunt" d'ampèremètre? un shunt tout court suffit.

Pour ton info, (de nos jours) un chargeur de batterie est un générateur à courant constant avec une phase à tension constante en fin de charge, donc tu n'a pas besoin de contrôler le courant comme tu dis c'est fait automatiquement par construction, pour protéger des court-circuits par exemple.
Quant au bilan de courants dont tu parles, si tu ne précises pas la techno de la batterie ça a peu de sens, puisque dans le cas du lithium par exemple c'est le BMS qui fait lui même cette analyse, jamais le chargeur, sauf chez les bricoleurs du modélisme a qui on vend des gadgets.
Et même pour les autres techno, ça n'a aucun intérêt d'ailleurs (hormis pour les gens du marketing), puisque pour éventuellement pouvoir estimer un état de charge (ou de décharge) il faut d'autres techniques et d'autres moyens si on veut un résultat pertinent...

Mais bon je pense que le hors sujet a maintenant assez duré.

[Antoane]

Bonjour.
La 1k en série avec l'alimentation (zener 27V) risque d'être peu élevée, en particulier si ta génératrice fournie 24V nominal

Une solution serait de tout passer 12V et/ ou de diminuer cette résistance. La zener, quant à elle, doit être dimensionnée pour absorber les perturbations sur la ligne. Une transil serait probablement plus appropriée.
+ une self sur l'alimentation.

[HO2A]

Tu oublies une sonde de température, ça aussi c'est indispensable pour ton chargeur de batterie dit "idéal"
C'est quoi au fait un "shunt" d'ampèremètre? un shunt tout court suffit.

Pour ton info, (de nos jours) un chargeur de batterie est un générateur à courant constant avec une phase à tension constante en fin de charge, donc tu n'a pas besoin de contrôler le courant comme tu dis c'est fait automatiquement par construction, pour protéger des court-circuits par exemple.
Quant au bilan de courants dont tu parles, si tu ne précises pas la techno de la batterie ça a peu de sens, puisque dans le cas du lithium par exemple c'est le BMS qui fait lui même cette analyse, jamais le chargeur, sauf chez les bricoleurs du modélisme a qui on vend des gadgets.
Et même pour les autres techno, ça n'a aucun intérêt d'ailleurs (hormis pour les gens du marketing), puisque pour éventuellement pouvoir estimer un état de charge (ou de décharge) il faut d'autres techniques et d'autres moyens si on veut un résultat pertinent...

Mais bon je pense que le hors sujet a maintenant assez duré.

=> Oui c'est bien mon avis

[invite03481543]

N'est-ce pas?
Commence par maîtriser les bases comme ce simple montage comparateur ensuite tu pourras donne ton avis, tu seras plus crédible.

[HO2A]

Bonjour.
La 1k en série avec l'alimentation (zener 27V) risque d'être peu élevée, en particulier si ta génératrice fournie 24V nominal

Une solution serait de tout passer 12V et/ ou de diminuer cette résistance. La zener, quant à elle, doit être dimensionnée pour absorber les perturbations sur la ligne. Une transil serait probablement plus appropriée.
+ une self sur l'alimentation.

Bonjour,

J'avais juste mis une zener pour protéger le L78L12 qui était derrière à l'origine, car je ne savais pas trop combien de volts allait me sortir mon petit transfo de test que j'utilise pour simuler la Géné... De fait, je n'ai que 37V avec mon petit transfo et cette zener ne sert plus à rien et je l'ai virée.
C'est sur qu'avec une vraie Géné qui monte jusqu'à 60V à vide, il va falloir limiter la tension d'une manière plus sérieuse, mais fort heureusement le courant nécessaire à ce petit circuit de commande est très faible, une quinzaine de mA au maximum et ça ne devrait pas poser de pbm ...