Calcul de résistances en // : aidez moi SVP

[PA5CAL]

Compte tenu de la précision indiquée (résistances à 5% et résultat à 10%) on n'a pas besoin d'aller chercher très loin.

Avec simplement quatre résistances bien choisies dans la série E12 (qu'on retrouvera donc dans les séries E24 à +/-5% et E48 +/-2%), j'arrive à avoir les huit résistances suivantes (ici comparées avec les valeurs à trouver) :

12    = 11,7 + 2,6%
9,559 =  9,4 + 1,7%
7,765 =  7,8 - 0,5%
6,664 =  6,7 - 0,5%
6     =  5,8 + 3,5%
5,321 =  5,2 + 2,3%
4,714 =  4,7 + 0,3%
4,285 =  4,3 - 0,7%

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[thomasalbert1993]

ok merci

oui effectivement ça pourrait fonctionner, mais là il me faudrait 8 relais et non 3 pour selectionner la resistance

[PA5CAL]

ok merci

oui effectivement ça pourrait fonctionner, mais là il me faudrait 8 relais et non 3 pour selectionner la resistance

Hein ? La remarque concerne ma solution ? Parce qu'avec ce que je préconise, on n'a besoin que de 3 relais.


J'ai repris d'autres valeurs de résistances, mais cette fois dans la série E48 (+/-2%). Dans ce cas les résultats sont encore plus précis. On obtient :

11,5  = 11,7 - 1,7%
9,239 =  9,4 - 1,7%
7,743 =  7,8 - 0,7%
6,648 =  6,7 - 0,8%
5,872 =  5,8 + 1,2%
5,220 =  5,2 + 0,4%
4,706 =  4,7 + 0,1%
4,278 =  4,3 - 0,5%

Bon, thomasalbert1993, tu cherches encore, ou je dois donner la réponse ?

[thomasalbert1993]

quelle réponse ???

mais tu as bien trouvé une solution avec 8 resistances différentes, non ? du coup 8 relais, pas 3 ! 3 relais oui si on utilise les resistances de 47Ohms...

[thomasalbert1993]

n'y aurait il pas un autre moyen qui prend moins de place que les relais (genre transistors MOSFET...) pour commuter 60V 2A ?

[PA5CAL]

quelle réponse ???

mais tu as bien trouvé une solution avec 8 resistances différentes, non ?

Mais non ! Je n'ai pas encore donné la réponse. J'ai juste donné la marge d'erreur sur le résultat attendu, en n'utilisant que 4 résistances normalisées (et pas 8) et 3 interrupteurs.

Les 8 valeurs sont celles que tu as données dans l'énoncé.

Pour les MOSFET, ça peut être valable si la polarité ne change pas. Pour du courant alternatif, il faudrait rajouter des diodes qui induiraient une (légère) non-linéarité au passage à zéro du fait de leur tension de polarisation (Vd).

[thomasalbert1993]

ah bien oui dans ce cas là, je veux bien la réponse !!

c'est bien du courant continu

il faudrait des mosfet canal p alors non ?

[PA5CAL]

Voilà la réponse:

o---+---[R1]-------+---o
    |         ___  |
    +---[R2]--o o--+
    |         ___  |
    +---[R3]--o o--+
    |         ___  |
    +---[R4]--o o--+

En choisissant les résistances dans la série E12:
R1 = 12 Ω
R2 = 47 Ω
R3 = 22 Ω
R4 = 12 Ω

En choisissant les résistances dans la série E48:
R1 = 11,5 Ω
R2 = 47,0 Ω
R3 = 23,7 Ω
R4 = 12,0 Ω


Pour les MOSFET, le type de canal dépend de la polarité choisie. Par exemple sur le schéma ci-dessus, si GND (la masse) se trouve à droite et si ce qui se trouve à gauche est alimenté par une tension positive, alors on peut utiliser des MOSFET canal N (sources connectées à GND, drains vers la gauche, et commande des grilles par des tensions positives par rapport à GND).

[PA5CAL]

Si c'est +V_CC qui se trouve à droite et que la masse est quelque part vers la gauche, alors il faut utiliser des MOSFET canal P.

[thomasalbert1993]

merci pour les valeurs

en fait j'aurais la patte droite de ton schéma reliée au Vcc (+), et ma charge à l'autre patte. Ainsi il faudrait trouver un moyen simple et efficace de faire passer ou non le Vcc dans les résistances R2,R3,et R4, par le biais de NPN, PNP ou MOSFET...

voila et comme je suis oas trop calé là dedans, j'aurais besoin de votre aide

merci

[thomasalbert1993]

ah je vois que tu as été plus rapide que moi , donc comment on commande ces MOSFET ? (je n'y connais rien en mosfet)

quelle doit être la Résistance Rds max ?

[PA5CAL]

Pour les MOSFET, on doit choisir des modèles à canal P, comme je l'ai décrit juste au-dessus :
- la source reliée à +V_CC
- le drain reliée à la résistance à commuter
- la grille pilotée par une tension de commande mesurée par rapport à +V_CC (connexion à GND, par exemple, si la tension d'alimentation convient)

Pour les transistors bipolaires, on doit choisir des modèles PNP, avec:
- l'émetteur relié à +V_CC
- le collecteur relié à la résistance à commuter
- la base pilotée par un courant de commande s'écoulant vers les potentiels plus négatifs (vers GND, par exemple)

[PA5CAL]

comment on commande ces MOSFET ?

Un MOSFET se commande à l'aide d'une tension appliquée entre la grille et la source (V_GS). Pour un fonctionnement en commutation, le transistor est passant quand cette tension est supérieure à un seuil V_GSon, et il est bloqué quand cette tension est inférieure à un seuil V_GSoff.

Le bref courant qui circule dans la grille au moment de la commutation n'est dû qu'aux capacités parasites du transistor, et ne doit être pris en compte que pour les questions du temps de commutation et de l'échauffement qui en résulte.

quelle doit être la Résistance Rds max ?

Ça dépend de ton application (je dirais que R_DSon doit rester négligeable devant la valeur des résistances à commuter), de la puissance thermique qu'on pourra faire dissiper au transistor (P=R_DSon.I²) et du prix que tu voudras bien mettre dans le transistor (mieux c'est, plus c'est cher).

[thomasalbert1993]

Et je suppose que VGSon et VGSoff dépendent su MOSFET ??

je vais essayer de trouver un mosfet avec une Rds inférieure à 1Ohm, un courant max de 3A, et une tension max de 75V...

Mais je ne comprend pas pour la commande du mosfet canal p :

imaginons qu'on aie Vcc = 30V... Pour le rendre passant, il faut appliquer 0V sur sa grille, ou pour le redre bloqué il faut lui appliquer 30V ?? ou j'ai pas tout saisi ??

[PA5CAL]

Généralement, pour ce type d'applications, la tension de commande V_GS est fixée à un peu plus d'une dizaine de volts.

Pour en apprendre plus, je te conseille de lire la datasheet d'un transistor MOSFET, comme par exemple l'IRF9520N l'IRF9530N.

Par exemple le premier est un modèle à canal P, avec R_DSon=0,5Ω environ, qui supporte jusqu'à V_DSS=100V et I_D=6,8A. Il peut dissiper près d'1W sans radiateur et jusqu'à 48W avec un radiateur adapté.

[PA5CAL]

(nos messages se sont encore croisés. j'écris trop lentement)

Et je suppose que VGSon et VGSoff dépendent su MOSFET ??

Oui, un peu. Mais ça tombe généralement toujours dans les mêmes valeurs. Pour V_GSoff, ça dépend aussi du courant I_D qu'on veut faire passer. Un courant élevé nécessitera une V_GS élevée pour obtenir une bonne conduction du transistor.

imaginons qu'on aie Vcc = 30V... Pour le rendre passant, il faut appliquer 0V sur sa grille, ou pour le redre bloqué il faut lui appliquer 30V ?? ou j'ai pas tout saisi ??

Dans le principe, c'est ça.

Mais j'ai oublié de préciser que V_GS doit également être limité de manière à ne pas claquer le transistor. La limite absolue se situant généralement aux environs d'une vingtaine de volts, on limite V_GS à une quinzaine de volts.

[thomasalbert1993]

je viens de regarder la datasheet du premier MOSFET... D'après le schéma de la page 5, il faut mettre une resistance entre la commande et la grille ??? je ne ocmprend pas non lus pourquoi il l'ont mis dans ce sens le MOS, moi j'aurais mis l'inverse (l'anode de la diode en // à la masse, et la cathode à VDS). Ah non mais j'ai pas vu que VDS était négative ?? oula je ne comprend rien ^^

[thomasalbert1993]

La limite absolue se situant généralement aux environs d'une vingtaine de volts, on limite VGS à une quinzaine de volts.

sur la doc c'est effectivement marqué VGS = 20V. Mais pour le rendre passant, je croaysi qu'il fallait mettre une tension supérieur à VGS, soit 20 V, non ?

[Jack]

pourquoi il l'ont mis dans ce sens le MOS, moi j'aurais mis l'inverse

regarde bien l'alim: le + est à la masse.

Le mosfet canal P est au canal N ce que le PNP est au NPN: il faut tout inverser.

Mais pour le rendre passant, je croaysi qu'il fallait mettre une tension supérieur à VGS, soit 20 V, non ?

Non. C'est le Vgsth qui est déterminant pour mettre le mosfet en conduction. dans la doc, il faut entre -2V et -4V. Mais pour un faible courant de drain.

Pour le Vgs mini qu'il te faut, il vaut mieux regarder les figures 1 et 2.

A+

[thomasalbert1993]

je ne comprend pourquoi utiliser des tensions négtives :S

quelles pattes du MOSFET dois-je relier aux resistances...

pourriez vous refaire le schema en utilisant des mosfets au lieu des interrupteurs ? car la je ne vois vraiment pas comment relier..

[PA5CAL]

sur la doc c'est effectivement marqué VGS = 20V. Mais pour le rendre passant, je croaysi qu'il fallait mettre une tension supérieur à VGS, soit 20 V, non ?

Non. Le V_GS=20V qui est indiqué est dans la rubrique "Absolute Maximum Ratings", c'est-à-dire dans les valeurs à absolument ne jamais dépasser. Quand on dépasse V_GS=20V , le transistor est détruit.

En fait, ce qu'il faut regarder c'est :
- la valeur de V_GS(th), qui garantit qu'en dessous de 2,0V le transistor est complètement bloqué (I_D<250uA), et qui fixe donc la valeur maximale de V_GSoff
- la série de courbes donnant I_D en fonction de V_DS pour différentes valeurs de V_GS (il y a un graphique pour une température de 25°C et un autre pour 150°C, parce qu'un transistor est souvent amené à chauffer !), ou bien encore la courbe donnant I_D en fonction de V_GS pour V_DS=10V (tout dépend de quoi se rapprocheront le plus les conditions réelles de fonctionnement).

Par exemple, si l'on prévoit d'avoir I_D=2A, alors on voit que la conductance du transistor chutera rapidement en-dessous de V_GS=7V (tant à 25°C qu'à 150°C). Dans ces conditions, on doit choisir V_GS>7V . Plus précisément, pour I_D=2A :
- à V_GSon=7V, on a V_DS=1,2V environ, soit une résistance R_DSon=1,2V/2A=0,6Ω et une dissipation de P=1,2Vx2A=2,4W
- à V_GSon=8V, on a V_DS=1V environ, soit une résistance R_DSon=1V/2A=0,5Ω et une dissipation de P=1Vx2A=2W
- à V_GSon=10V, on a V_DS=0,85V environ, soit une résistance R_DSon=0,85V/2A=0,42Ω et une dissipation de P=0,85Vx2A=1,7W
- à V_GSon=15V, on a V_DS=0,75V environ, soit une résistance R_DSon=0,75V/2A=0,37Ω et une dissipation de P=0,75Vx2A=1,5W

Si le transistor doit être piloté par des circuits numériques CMOS alimentés en 12V (les +V_CC de ces circuits et du circuit de puissance étant alors reliés ensemble, mais pas les deux masses GND qui se trouvent à des potentiels différents) soit V_GSon=12V, il faut s'attendre à avoir, quand I_D=2A:
- V_DS=0,8V
- R_DSon=0,4Ω
- P=1,6W (comme R_Tja=62°C/W, le transistor sera à dT=62x1,6=100°C au-dessus de la température ambiante en l'absence de radiateur, soit peut-être à plus de 150°C en été dans une boîte mal ventilée... un petit radiateur serait donc le bienvenu)

[PA5CAL]

(désolé, je fais plusieurs choses en même temps, alors mes réponses sont en décalage avec le fil de la conversation)

je ne comprend pourquoi utiliser des tensions négtives :S

Parce qu'il s'agit d'un transistor à canal P, et que toutes les conventions (l'orientation des tensions et des courants) ont été faites pour les transistors à canal N.

Par exemple on parle de V_GS (qui vaut V_S-V_G), mais comme dans le cas du canal P on a V_S<V_G, alors V_GS<0 .

quelles pattes du MOSFET dois-je relier aux resistances...

Le drain.

pourriez vous refaire le schema en utilisant des mosfets au lieu des interrupteurs ? car la je ne vois vraiment pas comment relier..

C'est sur le feu...

[thomasalbert1993]

C'est sur le feu...

càd ??

sinon tu parlais des circuits de commande CMOS : pourquoi ne faut il pas relier les deux masses ?? en quoi ont elles un potentiel différent ?

[PA5CAL]

càd ??

C'était en préparation dans mes fourneaux . Voilà c'est prêt.

sinon tu parlais des circuits de commande CMOS : pourquoi ne faut il pas relier les deux masses ?? en quoi ont elles un potentiel différent ?

Si tu souhaites utiliser ton réseau de résistance sur une alimentation de 30V alors que les circuits numériques CMOS ne sont alimentés qu'en 12V, et que par ailleurs le +V_CC est commun à l'ensemble du montage (parce que c'est le potentiel des sources des transistors qui sert de référence pour la commande V_GS), alors on va se retrouver avec 30V-12V=18V de différence entre les deux masses. Si on les relie ensemble, on va avoir un beau court-circuit, avec à la clé une destruction probable des composants du circuit de commande parce qu'ils ne vont pas apprécier d'être alimentés en 30V.



Sur le schéma, j'ai représenté trois portes CMOS de puissance, commandées par les signaux logiques E_A, E_B et E_C, et alimentées entre Gnd₁ et +V_CC. La sortie du montage est située à droite, entre le point commun des résistances et la seconde masse Gnd₂ (ou bien entre le point commun des résistances et +V_CC, selon ce qu'on veut faire).

[thomasalbert1993]

ah ok

et si j'utilise un transistor NPN pour piloter le MOSFET ça va pas ?

on met une resistance de tirage entre les 30V (60V en réalité) et la grille, puis à l'aide du NPN on peut faire passer à 0 la grille. Du coup, ça inverse en + et si on applique un courant a la base du NPN, la mosfet conduit, si on n'applique pas de courant, il se bloque. Cela fonctionnerait il ?

[thomasalbert1993]

bon ba j'attend que ton schéma soit validé et apres je verais quelle solution opter pur la commande des mosfets (que penses tu d'ailleurs de la commande via NPN ?)

[PA5CAL]

Pour piloter le MOSFET canal P avec un transistor NPN, voilà ce qu'on peut faire.

A gauche, on se retrouve dans le même cas que précédemment, avec le +V_CC commun au circuit de puissance et au circuit de commande.

A droite, c'est GND qui est commun, et les deux alimentations +V_CC1 et +V_CC2 sont différentes. Dans ce cas, on doit impérativement utiliser un transistor NPN qui tienne la tension +V_CC2 (60V ?), et le surcroît de puissance dissipée que cela représente.

Quand c'est possible, le schéma de gauche est préférable car il pose moins de problèmes de réalisation et de coût. Mais quand on ne peut pas faire autrement, celui de droite fonctionne très bien.

[PA5CAL]

que penses tu d'ailleurs de la commande via NPN ?

Le type de commande (CMOS ou NPN) est généralement déterminé par les contraintes du projet dans sa globalité.

Utiliser un NPN est gênant quand on réalise un circuit en grande série (les composants discrets coûtent à tout point de vue), mais c'est bien pratique quand on fait du bricolage ou de la petite série, ou qu'on souhaite pouvoir facilement régler le comportement ou bien réparer le montage en cas de pépin.

[thomasalbert1993]

la pièce jointe n'étant pas encore validée, est-ce que ton second schéma serait :

Une résistance relie 60V et la grille.

Un transistor NPN a son collecteur à la grille du MOSFET, et son emmeteur à la masse

Une resistance est entre la commande et la base du NPN.

ainsi on prendra une résistance entre 60V et la grille permettant de debiter l'intensité qu'à vesoin la grille du MOSFET... (s'il a besoin d'1mA,on predra une Res de 60kOhms)

[thomasalbert1993]

pourquoi un pont diviseur de tension à la grille sur le deuxieme schéma ???