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Puissance transformateur-redressement-filtrage



  1. #1
    lil-vince

    Exclamation Puissance transformateur-redressement-filtrage


    ------

    Bonjour à tous,

    Je dois réaliser une alimentation 5VDC / 600mA à partir de la tension réseau...

    Mon problème est que je suis très limité en place (et en prix on s´en doute aussi)!
    Je n´ais que 30mm (si je trouve le bon boitier peut-être 40mm) de hauteur.

    En regardant les transformateurs, j´en ais vu à 6V 3-5VA qui font moins de 30mm de hauteur, sauf que quand j´ai calculé rapidement (pour avoir une idée) la taille du condensateur et son courant de charge, ca m´a surpris!

    Je me suis dit:

    -Tension secondaire : 6V donc tension crête: 6*racine(2) = 8,5V
    -Tolérance réseau: +/-10% donc minimum de 7,65V crete-crete, moins chute de tension diodes on arrive à 6,4V
    -Ensuite avec un régulateur LDO je doit pouvoir descendre à 5,9V en entrée de celui-ci donc pour le calcul du condensateur de filtrage: C = I*dt/dV = 0,6*0,01/0,5 = 12mF ... (et encore je trouve qu´une ondulation de 0,5V c´est assez grand!)

    Jusque là, si je n´ais pas fait d´erreur ca va...
    Sauf que j´ai calculé le courant de charge du condo:
    En étant généreux pour faire ca de tête, j´ais pris dV/dt = 8/0,005 = 1600 (car 6*racine(2) + 10% -2*Vdiode = 8V et le temps de monté apres redressement de 5ms)

    Donc Ic = C*dV/dt = 0,012*1600 = 19,2 A !

    Donc je me retrouve à avoir besoin d´un transfo de 6*20 = 120 VA (et plus car c´est sous-estimé) ?!

    Est ce une erreur de raisonnement?
    Existe-t-il des moyens de remédier à ca?

    C´est la première fois que je réalise une alimentation à partir du 230V et je n´ais pas envi de tout faire bruler

    Merci d´avance pour vos conseils et votre aide

    -----

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  3. #2
    mat64

    Re : Puissance transformateur-redressement-filtrage

    Bon j'y connais rien, alors on va laisser répondre ceux qui savent, mais ce qui est sur c'est qu'il y a quelque chose qui cloche dans ton raisonnement : tu veux 3 W en sortie et tu mets un transfo de 120 VA

  4. #3
    lil-vince

    Re : Puissance transformateur-redressement-filtrage

    Bah oui, c´est surtout que de par mes contraintes de dimensions ca va être impossible de trouver du 120VA en moins de 30mm de hauteur!

    Mais il faut bien le charger le condo de filtrage !
    Sinon il n´aura pas le temps de se charger et je vais avoir une tension plus faible en sortie!?

    J´ai aussi pensé à prendre du 12V suivit d´un régu 8V comme ca je peut permettre plus d´ondulation en sortie du filtrage, le régu 8V filtre encore un peu (60dB à 100Hz) mais dissipe de la puissance pour pas grand chose et apres je pourrais mettre un régu 5V et avoir une faible ocscillation...(mais le fait de prendre du 12V augmente les VA aussi!)


  5. #4
    mat64

    Re : Puissance transformateur-redressement-filtrage

    Citation Envoyé par lil-vince Voir le message
    Mais il faut bien le charger le condo de filtrage !
    Sinon il n´aura pas le temps de se charger et je vais avoir une tension plus faible en sortie!?
    Je ne m'étais jamais posé cette question. Mais quand même... mettre un 120 VA pour une alim 3W, y'a un truc qui cloche.

    dans ton calcul, I = C dv/dt, est-ce qu'on ne pourrais pas prendre en compte la résistance série du condo et du transfo ? ça ferait un I = RC dv/dt (à chiffrer, je n'ai pas trop d'idée de la valeur de R, je dis peut être une c...... )

    Ensuite, la charge elle dure combien de temps ? Parce ce que un petit transfo de 5 ou 6 VA peut peut-être encaisser une surcharge courte le temps de charger le condo...

    Sinon, t'as regardé pour une alim à découpage ? y'en a des toutes faites. Il y a aussi ce fil (enfin, ce projet): http://forums.futura-sciences.com/thread173428.html

  6. #5
    albert45

    Re : Puissance transformateur-redressement-filtrage

    Bonjour à tous.
    Le calcul de C me semble bon, par contre le calcul du courant de charge est faux, il sera beaucoup plus grand car le temps n'est pas 10ms. La constante de temps C*R avec R très faible( R transfo, fils...)
    Il faut rajouter un limiteur de courant ou une résistance que tu shuntes par un relais après la charge.
    Cordialement.
    Albert45

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    lil-vince

    Re : Puissance transformateur-redressement-filtrage

    D´abord merci de l´interet que vous portez à mon problème,

    Le calcul de C me semble bon, par contre le calcul du courant de charge est faux, il sera beaucoup plus grand car le temps n'est pas 10ms. La constante de temps C*R avec R très faible( R transfo, fils...)
    J´avais considéré la résistance interne du transfo comme nulle pour avoir la plus grande valeur du courant et donc j´ai pris la montée de la tension redressée pour mon dV/dt car une fois redressée, le 50Hz passe á 100Hz et le temps de montée est de T/2 donc 5ms...

    Mais c´est vrai que vous venez de me faire penser que si je rajoute la résistance interne du transfo et que je prend au hasard 10 Ohms, mon tau = R*C = 120ms !
    Donc mon condensateur n´aura jamais le temps de se charger et je vais me retrouver avec 0,5V (c´est une image) aux bornes de mon condo!

    Peut-être que je me trompe quelque part (d´ailleurs j´espere!)

    J´aimerais bien faire le plus simple possible mais avoir une tension de sortie stable!

    Merci à tous pour votre aide (futur et passé)

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  10. #7
    mat64

    Re : Puissance transformateur-redressement-filtrage

    Citation Envoyé par lil-vince Voir le message
    si je rajoute la résistance interne du transfo et que je prend au hasard 10 Ohms, mon tau = R*C = 120ms !
    Donc mon condensateur n´aura jamais le temps de se charger
    ça veut juste dire qu'il va se charger sur plusieurs alternances non ?

  11. #8
    lil-vince

    Re : Puissance transformateur-redressement-filtrage

    Je ne pense pas car à chaque "redescente" il va se décharger car la variation de tendsion sera inversée et le courant aussi...

  12. #9
    albert45

    Re : Puissance transformateur-redressement-filtrage

    Re.
    10 ohm pourquoi pas I capa max environ 1A
    Un petit relais 1contact O et 1 contact f. Le F shunte la résistace le O coupe le régulateur pendant la charge.
    Tu peux également faire une resistance variable avec un transistor.

  13. #10
    albert45

    Re : Puissance transformateur-redressement-filtrage

    Re
    Il faut qu'en valeur moyenne le courant de charge soit > que le courant de decharge ( q=i*t). Effectivement la charge va durer qq centaines de milli secondes.

  14. #11
    lil-vince

    Re : Puissance transformateur-redressement-filtrage

    J´avais pensé à un truc comme ca (sans penser à commuter la résistance): prendre un régu avec une pin enable/disable et le couper pour la charge du condo puis faire une détection de seuil et le mettre en route une fois mon condensateur chargé...

    Il me semble aussi qu´il ne faut pas laisser un transfo sans charge??

  15. #12
    lil-vince

    Re : Puissance transformateur-redressement-filtrage

    Il faut qu'en valeur moyenne le courant de charge soit > que le courant de decharge ( q=i*t)
    .

    oui mais dans ce cas, comment limiter le courant de charge? Si par exemple je veux 1A de courant de charge, si je mets déjà une résistance de 5 Ohms en série avant le condensateur j´ai déjà 5V de pertes?

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  17. #13
    albert45

    Re : Puissance transformateur-redressement-filtrage

    Re.
    Non c'est seulement les transfo. de courant qui doivent toujours avoir une charge. ( N1*I1=N2*I2 avec U2=R*I2 donc si R>> U2 >> et claquage des isolants). Mais un trans (IGBT) en R variable c'est pas mal!

  18. #14
    albert45

    Re : Puissance transformateur-redressement-filtrage

    Citation Envoyé par lil-vince Voir le message
    .

    oui mais dans ce cas, comment limiter le courant de charge? Si par exemple je veux 1A de courant de charge, si je mets déjà une résistance de 5 Ohms en série avant le condensateur j´ai déjà 5V de pertes?
    Re
    Si tu considères que le régulateur est "débranché".
    Le circuit se résume à un RC alimenté en tension redressée double alternances. Le courant va décroitre suivant une fonction expo. et au bout de qq constantes de temps la tension de charge de la capa sera la valeur crête.

  19. #15
    lil-vince

    Re : Puissance transformateur-redressement-filtrage

    Mais un trans (IGBT) en R variable c'est pas mal!
    C´est vrai que l´idée m´interesse, mon "problème" est que je n´ait jamais untilisé de transistor IGBT et que je ne vois pas comment connecter sa grille, je la relie au collecteur avec une résistance non?

    PS:merci de ton aide !

  20. #16
    albert45

    Re : Puissance transformateur-redressement-filtrage

    Re
    Je termine.
    Des que tu détectes que C est chargé ( I capa=0) tu shuntes la résistance puis tu valides le régulateur

  21. #17
    albert45

    Re : Puissance transformateur-redressement-filtrage

    Citation Envoyé par lil-vince Voir le message
    C´est vrai que l´idée m´interesse, mon "problème" est que je n´ait jamais untilisé de transistor IGBT et que je ne vois pas comment connecter sa grille, je la relie au collecteur avec une résistance non?

    PS:merci de ton aide !
    Re
    Dans un premier temps test la R avec relais

  22. #18
    lil-vince

    Re : Puissance transformateur-redressement-filtrage

    Si tu considères que le régulateur est "débranché".
    Le circuit se résume à un RC alimenté en tension redressée double alternances. Le courant va décroitre suivant une fonction expo. et au bout de qq constantes de temps la tension de charge de la capa sera la valeur crête.
    Et c´est la que l´IGBT est intéressant car je me disais qu´apres avoir "branché" mon régu derriere quand je tirerais les 500mA, ca créerais une chute de tension aux bornes de la resistance...

    Mais d´ailleurs, la résistance de commutation de l´IGBT ne pourra pas être annulée!

    On en reviendrais peut-être à votre idée de départ du relais...?
    Un relais normalement ouvert connecté aux bornes d´une resistance, un transistor sur la pin enable du régulateur et à partir d´un certain seuil aux bornes du condo, on ferme le relais (shunt de la resistance) et on allume le régu...

    Est-ce faisable comme cela?

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  24. #19
    lil-vince

    Re : Puissance transformateur-redressement-filtrage

    Je termine.
    Des que tu détectes que C est chargé ( I capa=0) tu shuntes la résistance puis tu valides le régulateur
    On a écrit ensemble...Donc apparemment c´est faisable.
    Je vais surement partir la dessus(je vais déjà réflèchir sur la détection de fin de charge),

    Un énorme merci

  25. #20
    albert45

    Re : Puissance transformateur-redressement-filtrage

    Citation Envoyé par lil-vince Voir le message
    Et c´est la que l´IGBT est intéressant car je me disais qu´apres avoir "branché" mon régu derriere quand je tirerais les 500mA, ca créerais une chute de tension aux bornes de la resistance...

    Mais d´ailleurs, la résistance de commutation de l´IGBT ne pourra pas être annulée!

    On en reviendrais peut-être à votre idée de départ du relais...?
    Un relais normalement ouvert connecté aux bornes d´une resistance, un transistor sur la pin enable du régulateur et à partir d´un certain seuil aux bornes du condo, on ferme le relais (shunt de la resistance) et on allume le régu...

    Est-ce faisable comme cela?
    Impec.
    Albert45

  26. #21
    lil-vince

    Re : Puissance transformateur-redressement-filtrage

    Bon, je ne suis pas sur de comprendre, mon patron (qui n´est pas électronicien) m´a sorti une vieille alim (transfo+2 condos) qu´il a faite dans sa jeunesse et me dit que je dois me tromper quelque part car effectivement son transfo est un 9V / 69mA au secondaire et ses condensateurs font environ 1mF(les 2 en parallele) et ca fonctionne tres bien! Donc d´apres lui, pas besoin de se prendre la tete, il suffit d´un transfo et d´un condo assez grand pour filtrer correctement!

    Donc est-ce que mon raisonnement pour le calcul du courant de charge du condo est faux?
    Ou est ce que la resistance interne du transfo limite le courant de charge sans griller le transfo???

    Si quelqu´un peut me dire à quoi il faut faire attention lors de la réalisation d´une alim 230V -> 5V ?
    (J´ai fait des recherches sur internet et apparemment mon calcul du condo est bon mais personne ne parle du courant de charge nécéssaire quand on met le montage sous tension!)

    Merci d´avance

  27. #22
    f6bes

    Re : Puissance transformateur-redressement-filtrage

    Bsr lil vinçe,
    Un courant de charge d'un condo est relativement bref.Donc le transfo se fout ROYALEMENT de devoir débiter BEAUCOUP pendant un trés court instant.
    Le courant de charge est LIMITE par la résistance de ton enroulment et par la R des diodes de redressement.
    Il est vrai qu'un condensateur VIDE est un court circuit au DEPART de la charge.
    Mais ca dure TRES TRES TRES peu de temps.
    Revoir "charge d'un condensateur" (Google):
    http://www.univ-lemans.fr/enseigneme...ri/condo2.html
    A+

  28. #23
    lil-vince

    Re : Puissance transformateur-redressement-filtrage

    Merci beaucoup, je sais que la charge est breve mais je pensais que le transfo n´aimerait pas quand même!

    Meme au bout de nombreux allumages ca ne risque donc rien et ce pour n´importe quelle valeur de condo?

  29. #24
    albert45

    Re : Puissance transformateur-redressement-filtrage

    [QUOTE=lil-vince;1602737]Bon, je ne suis pas sur de comprendre, mon patron (qui n´est pas électronicien) m´a sorti une vieille alim (transfo+2 condos) qu´il a faite dans sa jeunesse et me dit que je dois me tromper quelque part car effectivement son transfo est un 9V / 69mA au secondaire et ses condensateurs font environ 1mF(les 2 en parallele) et ca fonctionne tres bien! Donc d´apres lui, pas besoin de se prendre la tete, il suffit d´un transfo et d´un condo assez grand pour filtrer correctement!

    Bonjour à tous.
    Ton patron a 1mF pour 69mA, toi tu as 12mF pour 600mA. Si tu fais la régle de trois tu trouves 9. Ton pb est idem.
    Cordialement.
    Albert45

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  31. #25
    lil-vince

    Re : Puissance transformateur-redressement-filtrage

    Bonjour,

    Je viens vous embétez encore un peu, ca n´est pas que je n´ais pas confiance en f6bes, mais j´aimerais avoir d´autres avis car je n´ais vraiment pas envie que mon alim pete!
    (Peut-être que c´est que je suis habitué à travailler sous 12-24V et psa en 230V !)

    Donc si vous pouviez encore me rasssurer car je ma dit qu´en plus du pic de courant il y a aussi (la je n´ai pas fait de calcul) à chaque crete un appel de courant qui va être fait pour recharger le condo!!!

  32. #26
    lil-vince

    Re : Puissance transformateur-redressement-filtrage

    Bonjour Albert45,

    Ton patron a 1mF pour 69mA, toi tu as 12mF pour 600mA. Si tu fais la régle de trois tu trouves 9. Ton pb est idem.
    Encore une fois on écrit en même temps...
    Je ne suis pas sur de te comprendre, tu veux dire qu´il faut que je m´occupe du pic de courant comme nous en avons parlé hier?

    Parceque (pour moi), le pic est du à la monté de la tension tres rapide aux bornes du condo lors de la mise en marche et l´alim de mon patron est de 9V (même 15V à vide!) donc à la mise sous tension, on a:
    Ic = C*dV/dt = 0,001*15/0,005 = 3A
    (Toujours en étant gentil pour le temps de charge!)

    Effectivement nous ne sommes pas dans les mêmes valeurs que pour mes 12mF mais son transfo est un 69mA donc il ne devrait pas tellement apprécier les 3A !?

    Est-ce du á la resistance interne du transfo?

  33. #27
    albert45

    Re : Puissance transformateur-redressement-filtrage

    Re
    1°) i=C*dv/dt Donc pour une chute de tension donnée dans un temps donné C est proportionnel à i (i=60ma, C=1mF-i=600mA, C=10mF, i=6A, C=100mF)
    2°) A la mise sous tension C se charge i=u/R*exp.(-t/RC). si R est faible la charge est rapide mais la pointe de courant est très grande et ton alim. peut exploser. C' est à toi de trouver le compromis Icharge et temps de charge, dans ton cas une résistance de 3 à 10 ohms semble bien. ( cas le plus défavorable tu te connectes alors que u est max u crête)
    3°) une fois la capa chargée, R shuntée, le régulateur validé, il n'y a plus de dv/dt important aux bornes de C donc pas de courant important ( juste le courant dont tu as besoin)

  34. #28
    lil-vince

    Re : Puissance transformateur-redressement-filtrage

    Bon bah, depuis le début on a l´air d´accord!

    1°) i=C*dv/dt Donc pour une chute de tension donnée dans un temps donné C est proportionnel à i (i=60ma, C=1mF-i=600mA, C=10mF, i=6A, C=100mF)
    Oui mais son alim faite maison a 20 ans et marche tres bien alors que le transfo supporte des pics à quelaues amperes!

    Il faudrait que je définisse un transfo, cherche sa résistance interne, peut-être qu´elle suffira pour limiter le courant appelé et que je n´aurais qu´a allumer le régu quand le condo serait chargé!

    C´est que ca me perturbe de voir partout des alim avec un simple transfo et un condo! (Peut-être qu´en général la resistance interne du transfo est suffisante pour ne pas tout faire péter!)

    C´est que je n´ais pas le droit à l´erreur et c´esr pas recommandé non plus de faire compliqué (donc plus cher ) pour rien! (Apres c´est surement mieux de rajouter 0,5€ pour être sur que ca ne petera pas...)
    Dernière modification par lil-vince ; 18/03/2008 à 09h39.

  35. #29
    louloute/Qc

    Re : Puissance transformateur-redressement-filtrage

    Bonjour Lin-Vince,

    De tout temps tout le monde a construit ses alims avec un transfo, un pont de diodes et toute la capa derrière pour avoir aussi peu de ronflette que possible. Et tout le monde a remarqué qu’au démarrage, il y avait du monde qui devait voir passer pas mal de jus.

    Et depuis la nuit des temps, toutes ces alims ont marché de façon très sure car les fabricants de transfo savent que leur transfo va être branché à un pont avec une grosse capa derrière et se réservent au primaire et au secondaire un solide coefficient de sécurité ; les fabricants de diodes de redressement savent que leur diodes vont être placées entre un transfo qui va absorber un peu et une grosse capa, et permettent aux diodes de supporter vingt à trente fois leur courant nominal (voir les courbes ‘Maximum Non-Repetitive Peak Forward Surge Current’) des datasheet ; enfin que la capacité a aussi sa résistance interne et donc que tout ce petit monde s’est arrangé pour fonctionner avec ses copains et qu’il n’y a pas lieu de prévoir de protection supplémentaire. Et il en est de même du fusible que tu peux avoir envie de rajouter au primaire, calcule le à deux fois son courant nominal, lui aussi va prendre sa claque à la mise en marche, et lui aussi va y survivre.

    Dors sur tes deux oreilles, si ce n’était pour avoir aux fesses un pont de diodes et des millifarads, à quoi pourrait bien servir un transformateur 230V-5V ?
    男人不坏,女人不爱

  36. #30
    lil-vince

    Re : Puissance transformateur-redressement-filtrage

    Merci de ta reponse louloute/Qc,

    Effectivement, vu comme ca...(même point de vue de mon patron )

    Dors sur tes deux oreilles, si ce n’était pour avoir aux fesses un pont de diodes et des millifarads, à quoi pourrait bien servir un transformateur 230V-5V ?
    A être utilisé avec les précautions qui en découlent (puissance adaptée au courant de charge ou de la facon dont j´en parlais avec Albert45)!

    Je regarderais ce que donne tout ca en prenant en compte la résistance interne du transfo! C´est aussi que j´ai peur pour l´action contraire:
    Une résistance interne assez grande -> un tau = RC grand -> temps de charge long et que par conséquent le condo n´arrive pas à se charger jusqu´à la valeur crête! (ou peut-il se charger avec les autres alternances même si on commence à tirer du courant???)

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