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Boostor: un booster pour applications 12V

  1. Tropique

    Date d'inscription
    juin 2005
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    Entre Groland-Du-Haut et BXL-capitale
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    13 411

    Boostor: un booster pour applications 12V

    Bonjour à tous,


    Intro
    Le projet du jour ne se distingue pas par une grande originalité: il est essentiellement d'ordre utilitaire, mais il devrait permettre de combler les désirs de pas mal de monde.

    Il permet de convertir une tension de 12 à 14V, venant d'une batterie ou d'un véhicule, en tensions symétriques de +/-22V (pour 12V en entrée) ou en +/-24V (pour 14V), avec une puissance comprise entre 150W et 200W (en continu).

    Les applications sont nombreuses, la première qui vient à l'esprit est d'alimenter une sono, mais il y en a bien d'autre: on pourrait par exemple envisager de se faire un labo d'électronique autonome, avec une alim de 2 X 0-20V 3A.

    Le circuit

    Comme il a été dit plus haut, ce convertisseur ne va pas révolutionner l'électronique de puissance: c'est un circuit à pompe de charge tout ce qu'il y a de banal, avec des composants qui ne le sont pas moins pour ce type d'application: des MOS de puissance IRFZ44 et des schottky 25-45.
    C'est courant, bon marché et robuste.
    Cela ne permet pas d'atteindre des sommets en matière de performances, mais cela reste décent: le rendement à pleine puissance est supérieur à 90%.
    Il n'y a ni régulation, ni limitation, c'est du brut de fonderie, mais pour les applications envisagées, ce n'est pas nécessaire.

    Cela permet d'employer un simple oscillateur à hystérésis comme base de temps, les 5 opérateurs restants font office de gate driver pour un des MOS.
    L'autre est attaqué par un translateur bootstrappé qui permet de se contenter de NMOS uniquement. Un MOS faible puissance quelconque est employé dans ce rôle, le schéma indique un 2N7002, mon proto utilise un BS170, ce n'est pas critique.

    Le rail positif n'a besoin que d'un seul étage de pompe de charge, étant référencé au positif. Pour le rail négatif, deux étages sont nécessaires.

    La fréquence de fonctionnement est de l'ordre de 22KHz, juste au-dessus du domaine audible.

    Boostor.gif

    Boostor1.jpg

    Composants
    Rien que de l'ordinaire pour l'essentiel, mais il y a malgré tout un point important à respecter: les électrolytiques doivent absolument être "low esr" en raison du courant de ripple très élevé qui les parcourt.
    Lorsque j'ai monté mon proto, je n'avais pas sous la main les bonnes valeurs en low esr, et j'ai fait les premiers tests avec des condensateurs ordinaires: résultat, en fonctionnement à pleine puissance, ils devenaient brûlants en moins de 30s!
    J'ai prudemment attendu d'avoir les bons modèles avant de continuer les essais....
    La self de 1.2µH n'est pas critique: son rôle est d'équilibrer plus ou moins les deux polarités de sortie et de limiter le stress des autres composants en étalant les pointes de courant.
    Les petites selfs de post-filtrages présentes sur la plupart des alims à découpage conviennent bien.

    Pour terminer
    Le circuit est représenté sans protections ni fusibles. Il va de soi qu'en fonction de l'utilisation, il faudra ajouter le nécessaire.
    Pour une opération uniquement sur batterie, il suffit d'un fusible d'une vingtaine d'ampères. Pour le montage dans un véhicule, il est préférable de "durcir" le circuit avec filtres, diodes, Transils, etc pour résister à un environnement plus hostile.
    Pour l'utilisation comme alimentation d'ampli, on peut raisonnablement tabler sur une puissance maximale totale de sortie de l'ordre de 200W, soit 2 x 100W par exemple.
    Cela peut sembler optimiste, mais c'est un chiffre raisonnable lorsqu'il s'agit d'audio: la puissance musicale moyenne d'un programme si on ne veut pas écrêter est bien plus faible que la puissance de crête.
    Il est évident que l'on ne pourrait pas délivrer de manière permanente 200W sinus à partir de cette alim, mais elle ne constituera pas un "goulot d'étranglement" pour écouter de la musique, même violente et compressée sur un ampli de 2 x 100W.

    100_5239.JPG
    100_5241.JPG
    100_5246.jpg

    -----

    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.
     


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  2. Tropique

    Date d'inscription
    juin 2005
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    13 411

    Re : Boostor: un booster pour applications 12V

    Et voici le fichier .asc, puisque le forum n'accepte que 5 pièces jointes au maximum:

    boostor.asc.txt
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.
     

  3. Tropique

    Date d'inscription
    juin 2005
    Localisation
    Entre Groland-Du-Haut et BXL-capitale
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    13 411

    Re : Boostor: un booster pour applications 12V

    Encore un mot concernant le refroidissement: à pleine puissance, la dissipation totale du circuit est de l'ordre de 15W, qui doivent être évacués correctement.

    Les quelques cm² de PCB qui servent de radiateurs pour les MOS sont insuffisants pour un fonctionnement permanent à pleine puissance, il faudrait idéalement des vrais radiateurs à ailettes de la même taille pour être dans des conditions confortables (chacun a environ 2.7W à dissiper).

    D'autre part, les diodes schottky ont également besoin de refroidissement. Pour elles, un clip pour boitier TO220 de taille minimale est suffisant (~1.6W/diode).

    Une bonne solution serait de tout monter dans un boitier métallique servant de dissipateur: cela aurait en plus l'avantage de contenir des fuites éventuelles de la fréquence de découpage, et surtout de ses harmoniques.

    On peut facilement améliorer le rendement en employant des composants plus modernes: MOS à faible Rds on et schottky à faible Vf. On peut aussi envisager de mettre plusieurs transistors en parallèle, mais attention cependant à ne pas augmenter excessivement la capacité de gate, l'attaque simplifiée mise en oeuvre ici ne le tolérerait pas.
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.
     

  4. le solar

    Date d'inscription
    septembre 2010
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    1 277

    Re : Boostor: un booster pour applications 12V

    salut tropique
    super projet (pour moi fan de tout ce qui est l'audio en auto DIY ) sa fait un moment que j'attendait cela
    je vais donc m’empressai de me procuré les composant nécessaire
    la recup de composant est il possible pour realisé se montage ? merci
     

  5. Tropique

    Date d'inscription
    juin 2005
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    Entre Groland-Du-Haut et BXL-capitale
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    13 411

    Re : Boostor: un booster pour applications 12V

    Citation Envoyé par le solar Voir le message
    la recup de composant est il possible pour realisé se montage ? merci
    N'importe quelle grosse schottky d'alim de PC peut convenir pour les diodes, pour les MOS, il faut des basse tension à faible Rdson, je ne sais pas dans quoi tu pourrais chercher, et les chimiques il faut des low esr d'alim à découpage, mais je conseille fortement d'en prendre des "frais": si tu fais de la récup sans possibilité de les mesurer, tu as toutes les chances de tomber sur des "fatigués" qui poseront problème.

    Par contre, ne crois pas que ce montage résoudra tes problèmes de masse: si tu as un problème avant, ça ne changera rien.
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.
     


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  6. le solar

    Date d'inscription
    septembre 2010
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    Re : Boostor: un booster pour applications 12V

    Les probleme je les chercherais à part je me doute que sa les résoudra pas
    J'ai 2 alim de pc et 2 vieille ampli auto qui traîne j'y ai vu des irf ....
    Sa peut donc peut me servir , il y à meme des self à l'intérieur
    Au pire avant de les utilisé je te posté les référence et les photos sa me permetteras de faire des économie
     

  7. le solar

    Date d'inscription
    septembre 2010
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    1 277

    Re : Boostor: un booster pour applications 12V

    salut tropique
    aurait tu des equivalence de certain composant assez courant (je vais voir mon fournisseur réunionnais cette après midi je sais qu'il a pas beaucoup de refence )
    il y a donc le 2n7002 / bs 170
    irfz44/
    mbr2545/
    la bzx 84 est bien une zener de 10V?
    et la 1n5818 peut etre remplacé par un 1n4004 ? ou scotty obligatoire ? si ces le cas je vais fouillé un peu en récup
     

  8. le solar

    Date d'inscription
    septembre 2010
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    1 277

    Re : Boostor: un booster pour applications 12V

    Citation Envoyé par le solar Voir le message
    la bzx 84 est bien une zener de 10V?
    15v je voulais dire
     

  9. Tropique

    Date d'inscription
    juin 2005
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    Re : Boostor: un booster pour applications 12V

    Citation Envoyé par le solar Voir le message
    salut tropique
    aurait tu des equivalence de certain composant assez courant (je vais voir mon fournisseur réunionnais cette après midi je sais qu'il a pas beaucoup de refence )
    Il vaudrait mieux faire le contraire: comme ce sont des composants parmi les plus courants, ils ont des centaines ou des milliers d'équivalents, et si je t'en donne un au hasard, tu ne seras pas plus avancé.
    Il vaut mieux regarder la liste, surtout si elle est courte et choisir dedans ce qui pourrait éventuellement convenir

    et la 1n5818 peut etre remplacé par un 1n4004 ? ou scotty obligatoire ?
    Surtout pas une 1N4004, tu peux mettre une diode rapide BA158 ou autre, ou même à la rigueur une 1N4148, elle sera un peu stressée, mais ce sera mieux qu'une diode lente.
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.
     

  10. le solar

    Date d'inscription
    septembre 2010
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    Re : Boostor: un booster pour applications 12V

    salut je me prepare a passé commande
    peut tu me confirmé que ces bon ?
    Diode Schottky Mbr2545Ct-1 To 262 International Rectifier MBR2545CT-1PBF (ces cher comme composant)
    Transistor unipolaire MOSFET BS 170 RL1 TO 92 Canal N ON Semiconductor
    Irfz44N Trans.N-Mos International Rectifier IRFZ44NPBF
    Inductance Axiale 1.0Uh
    Condensateur Ultra-Low-Esr 1000 µF 25 V Jianghai ECR1EGC102MFF501225
    par contre avant de passé commande je vais voir si je peut pas trouvé equivalent au mbr2545 tres cher comme compo
     

  11. Tropique

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    juin 2005
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    Re : Boostor: un booster pour applications 12V

    A priori, ça devrait être bon, mais pour les schottky, si tu en trouves des moins chères d'au moins 10A, c'est bon aussi.
    Pour les 2545 les miennes sont en TO220 plutot que TO262, c'est peut être moins cher.

    Pour la self de 1µH, il ne faut pas une petite style résistance, elle fumerait en 5 secondes. Il faut qu'elle fasse 10A, c'est du genre qu'il y a dans les alims de PC, des tours de gros fil nu autour d'un cylindre de ferrite.
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.
     

  12. le solar

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    Re : Boostor: un booster pour applications 12V

    pour les mbr 2545 / 3.19euros pieces ou 3.49 euro en boitier t220
    si t'as d'autre reference un peu loin cher je prend

    ben pour la self j'ai une alim de pc pour la recup je peu y prendre la self ?....
     

  13. Tropique

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    Re : Boostor: un booster pour applications 12V

    Citation Envoyé par le solar Voir le message
    ben pour la self j'ai une alim de pc pour la recup je peu y prendre la self ?....
    Oui fais une photo.
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.
     

  14. le solar

    Date d'inscription
    septembre 2010
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    Re : Boostor: un booster pour applications 12V

    salut tropique
    les mbr 1445 peuvent elle convenir ?
     

  15. Tropique

    Date d'inscription
    juin 2005
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    Re : Boostor: un booster pour applications 12V

    Je ne sais pas. Tu as une datasheet?
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.
     


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