Schéma transistors : calculs

[Toufinet]

Bonjour à tous,

Voilà, cet après-midi j'ai réalisé un étage de puissance à transistor pour commander une gachette ( bobine de résistance égale à 5 ohms sous 12.5V )

Voici le schéma :


La tension Ve est commandée par un PIC.
Lorsque Ve = 5V, les transistors sont passants, et j'ai bien 2.5A qui circulent dans la bobine.

Par contre, lorsque Ve = 0V, je pensais voir tous les transistors bloqués, et un courant nul . Hors, je mesure 0.5A délivré par l'alimentation ( Vcc = 12.5V ).

Malheureusement, je n'ai plus le nom exact du transistor de puissance ( TIP qqchose ). J'ai placé un radiateur dessus, pour dissiper la chaleur lorsque les 2.5A circulent.

Le fait d'avoir 0.5A qui circulent lorsque Ve=0V n'est mécaniquement pas gênant car la gâchette ne s'enclenche pas avec une si faible intensité, mais le TIP continue de chauffer.

Bref.
D'où viennent ces 0.5A lorsque Ve=0V ?
Comment réduire cette valeur ?

Merci.
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[gcortex]

Je pense que ton TIP est déja un darlington et que le courant de fuite du BC est responsable

[invite5637435c]

Salut,

220 ohm dans la base du BC171 est une trop petite valeur.
Le BC171 a un gain de 110 min, si je prend un gain de 20 pour le TIP inconnu (je considère que c'est un simple NPN pour me mettre dans le cas le plus critique) cela impose une résistance de 3K pour le BC171.

Si le problème persiste malgré la 3K, il faudrait que tu dispose une 100K entre la base du BC171 et la masse.

[invite5637435c]

Ensuite si ça marche mieux avec Ve=0, tu peux supposer que c'est un darlington comme le dit gcortex, et augmenter RB à 15K (sur une hypothèse de gain min de 100 pour le TIP).

[A voir en vidéo sur Futura]

[gcortex]

1,4V/100K çà fait pas grand chose...
faudrait aussi shunter le Vbe du tip...

[invite5637435c]

Non, la 100k est en plus de la 3K, elle ne servira que pour le courant de fuite du BC171.

[Toufinet]

ok, merci pour vos conseils, j'essairai tout ça lundi

De mémoire, il me semble que le TIP est un NPN pur ( pas de darlington interne )

[gcortex]

Hulk, 10K entre base et émetteur c'est beaucoup mieux
çà fait 0,14mA par rapport au bon mA qui va arriver...

[Toufinet]

J'y pense ...
J'avais testé avec une résistance de 39k je crois ( ou 3.9k, me souviens plus bien ), et le résultat était le même ... 0.5A à Ve=0V

[invite5637435c]

J'y pense ...
J'avais testé avec une résistance de 39k je crois ( ou 3.9k, me souviens plus bien ), et le résultat était le même ... 0.5A à Ve=0V

Si tu as 0,5A qui continue de circuler dans le TIP, cela signifie que celui-ci n'est pas bloqué, donc soit le TIP chauffe beaucoup et les courants de fuites deviennent prépondérants avec la température, soit et c'est le plus probable, le gain de ton montage Darlington est encore bien supérieur aux hypothèses et un mauvais bloquage conduit à un courant résiduel du TIP qui peut être non négligeable.
Le rôle de la résistance de 100K, n'est pas pour faire une polarisation en pont comme pour un montage ampli, mais pour libérer les charges responsables en partie des courants de fuites générés dans la base.
Il est toujours souhaitable de pratiquer ainsi dans un montage en commutation sur une charge qui peut être selfique notamment comme c'est le cas ici.

[invite5637435c]

En me relisant je crois que je n'ai pas été assez clair sur le rôle de cette résistance.
Dans un montage Darlington, le gain s'exprime par la relation:



Lorsque T1 passe de l'état saturé à bloqué, T2 ne pourra se bloquer tant que T1 n'aura pas annulé complètement son courant Ic.
Tant que T2 est encore saturé, T1 ne peut évacuer ses charges que par sa base, les temps de stockage de T1 sont donc très longs, ce qui implique que T2 va se bloquer dans des circonstances défavorables.
Pour accélérer les évacuations de charges stockées dans les bases on intercale une résistance de tirage à la masse.
Elle réduit considérablement la commutation à l'état bloqué et assure à T2 de ne pas être influencé par les courants de fuite de T1, qui sont fortement liés au gains cumulés dans ce type de montage.

J'espère avoir été plus clair cette fois.

Je joins un schéma pour le placement des résistances.

@+

[gcortex]

Hulk t'es bien gentil mais tes résistances sont trop grandes...

[invite5637435c]

Je ne crois pas, de plus ne connaissant pas T2 les valeurs ne peuvent être qu'indicatives.

En prenant 1/100e du courant de base on évacue suffisamment les porteurs dans la base.

Si tu as d'autres éléments tu peux les exprimer.

[gcortex]

oui mais 1/10 ça va plus vite, c'est moins sensible aux parasites et çà coute pas cher...

[Toufinet]

Yop .

Bon j'ai pas le matériel pour tester, je ne pourrais tester que lundi.

En attendant :
Je comprend la "logique" de la résistance entre T1 et T2 vers la masse, mais par contre, je ne comprend pas trop l'histoire du "pont diviseur" sur la base de T1.

Peux-tu m'en dire plus ?
Merci

[m'enfin]

Bonsoir à tous,
Si Ve=0V, les transistors doivent être bloqués, le courant de fuite n'est surement pas suffisant pour avoir 500mA. Par contre, la charge selfique non associée à une diode de roue-libre a pu endommager le transistor, dans ce cas on a parfois un transistor qui sans être en court-circuit est tout de même bien fatigué (phénomène dit "de second claquage" si ma mémoire est bonne).
J'essairais plutôt avec des transistors neufs et une diode de roue-libre pour protéger (attention, une diode rapide, pas une diode de redressement banale style 1N400x).
A+

[Toufinet]

Bien vu mais non ... il y a une diode de roue libre.

[m'enfin]

Bonjour,
Autres questions:
La tension Ve est-elle réellement à 0V? Le courant est-il toujours de 0,5A si on branche directement Rb à la masse? Est-on certain du bon état des transistors? La masse du 12,5V est elle la même que celle du PIC (5V)? Les 0,5A sont-ils mesurés en statique ou en dynamique?
Désolé si certaines de mes questions semblent évidentes, ce n'est pas péjoratif, mais à distance, sur un problème aussi bizarre, je suis obligé de tout envisager.
A+

[jiherve]

Bonjour
Effectivement qqs résistance de destockage ne seraient pas du luxe(10K sur le petit 1K pour le gros père à la louche), une dans l'emetteur (1 ohm) serait egalement judicieuse car si le TIP chauffe alors le courant de fuite ICE0 augmente et bienvenue dans le monde de l'emballement thermique.

Quelle est la tension de saturation de la sortie du PIC ?
Quel est la tension collecteur au blocage?
Je suis fort aise de constater que certains se souviennent encore du claquage secondaire(secondary breakdown en godon) qui était la hantise des électroniciens de puissance au siècle dernier.
JR

[m'enfin]

Salut Jiherve,
Et oui, bien qu'un peu plus jeune, je date aussi du siècle (j'aime à dire du millénaire) dernier, et dans ma carrière de technicien, avant d'étudier en détail la commutation en cycle d'ingénieur, j'ai flingué quelques transistors comme ça
Les considérations sur les résistances permettant d'évacuer les charges jouent sur les temps de commutation, en statique le transistor doit être bloqué pour Ve=0, d'où la question posée plus haut: Les 0,5A sont-ils mesurés en statique ou en dynamique?
On a pas assez de renseignements sur les conditions de prise des mesures.
A+

[Toufinet]

Salut,

m'enfin : oui à toutes tes questions
Les 0.5A sont statiques ( j'utilise le montage en commutation à TREEEEES faible fréquence ( à 0 pendant 10h, à 1 pendant 3 secondes )

Bon bref, voici le compte-rendu de ma journée.
HULK, j'ai testé tes dires avec tes valeurs, ainsi que d'autres valeurs, et ça ne change strictement rien.
En fait, pour VCC = 0V à 10V, j'ai 0A, et dès que je monte à 12V, j'ai ces 0.5A

En pensant que c'était dû à des courants de fuites comme vous me l'avez dit, j'ai mis une résistance entre les 2 émetteurs des transistors, avec une valeur un peu "au pif", je l'avoue : j'ai pris 10k

Et là le problème s'est résolu.

Le schéma final est le même que celui que je vous ai donné, avec les mêmes valeurs, plus une résistance de 10k entre les 2 émetteurs.

Ainsi on règle le problème, néanmoins, lorsque Ve=5V, on n'est plus à 2A, mais à 2.5, 2.6A. Mais c'est beaucoup moins gênant.

PS : le TIP est un TIP141

Voilà, j'attend vos réactions bien que ça fonctionne comme je le souhaitais maintenant.

[m'enfin]

Bonsoir,
Là, je ne vois pas pourquoi le comportement change en passant de 10V à 12V. A moins que l'ampli ansi constitué entre en oscillation, si tu as un oscillo, ce serait intéressant de vérifier ça.
Tiens nous au courant.
A+

[jiherve]

Bonsoir
Donc c'était bien les courants de fuite les résistances de destockage cela sert à ça aussi!
JR

[Toufinet]

oui, bizarre aussi ce changement radical de 10V à 12V .. je ne vois pas du tout d'où ça vient.

J'ai déjà fait quelques mesures à l'oscillo, et aucune oscillation en vue

[Toufinet]

Bonsoir
Donc c'était bien les courants de fuite les résistances de destockage cela sert à ça aussi!
JR

Dans mon montage final il n'y a pas de résistance de destockage ... juste une résistance limitant Ic de T1

[jiherve]

Re
Si tu as mis une résistance entre les 2 émetteurs alors c'est une résistance de destockage pour le TIP elle évacue par ailleurs le courant de fuite de l'autre.
Je te signales que c'est ce que nous t'avions suggéré de faire!
JR

[invite5637435c]

Dans mon montage final il n'y a pas de résistance de destockage ... juste une résistance limitant Ic de T1

Pour moi je reste sur le schéma post #11 qui ne peut que fonctionner.
Si tu nous dis que tu as mis 10K, c'est correct.

[invite5637435c]

Dans mon montage final il n'y a pas de résistance de destockage ... juste une résistance limitant Ic de T1

A te lire, je ne comprend pas vraiment ce que tu as fais, finalement.

[Toufinet]

Montage final



Jiherve, pour moi cette résistance R n'est pas une résistance de déstockage, mais plutôt de limitation en courant, qui règle les problèmes de courants de fuite

[invite5637435c]

Ah, c'est ça la résistance entre les 2 émetteurs...