Question Hacheur + Asservissement Courant

[invited71fa5e3]

Bonjour a tous,
Je viens vous demander de l'aide car je suis en train de concevoir un déchargeur "automatique" pour accus Lipo pour effectuer les cycles de rodages automatiquement ainsi que de pouvoir effectuer des contrôle de capacité.

Mon problème vient pour L'alimentation de la charge.

Je m'explique, pour le rodage des batteries on effectue des cycle 2min On 2 min OFF etc a I=1xCapacité (1C), 2C, 3C.

J'ai déjà réaliser la partie minuterie 2min/2min (Rodage) et 10min/10min (Contrôle Capacité)

Ainsi que la détection du seuil de coupure en fonction du nombre d'éléments Lipo et de la tension par élément (3V, 3.3V, 3.5V)

Ma sortie de commande d'alimentation est un signal de 5Vcc continu.

Maintenant il faut que je debite dans ma charge (Resistances) un courant de 0.6A a 10A. La tension pour obtenir les 10A est de 6.5V.

Comment realiser (schema + compsants si possible) le hacheur (je presume) est l'asservissement en courant afin de maintenir un courant constant predeterminé.

Je vous remerçie d'avance.

Si je n'est pas été clair n'hesité pas a poser vos questions.
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[invitea34e7140]

bonjour,
Il faut effectivement faire un hacheur (buck).
Il faut faire une régulation de tension avec une consigne fixe. le maximum de cette consigne correspond à 10A pour la resistance de décharge que tu auras choisit: 5V par exemple pour 10A sur 0.5 Ohm 100W.
Ensuite il faut mesurer le courant de sortie avec un shunt, l'amplifier et faire un régulateur avec une consigne de courant variable.
La consigne finale sera le minimum entre le régulateur de courant et le limiteur de tension.
Pour dimensionner les composants de puissance suivant la frequence de découpage choisie, tu as le bon site suivant:
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps_e/smps_e.html
Pour le régulateur, tu peux regarder sur le site de linear technology qui fabrique des PWM pour commander les buck avec un minimum de composants externes.

[invited71fa5e3]

Merçi pour ta reponse mais cela ne m'avance pas trop.

J'ai deja ma charge 0.62 ohms 75W

Pour avoir 9.6A, le max qu'il me faudra, il me faut 6.3V. Et je doit faire varier mon courant entre 650mA et 9.6A (selon la capacité de ma batterie).

Sur le buck converter je ne comprend pas comment faire varier le rapport cyclique et il n'y a pas de valeur des 2 capa et la reference de la diode. ainsi que le compsant entre la capa et la diode.

A quel montage correspond le regulateur a consigne de courant variable?

Pour la frequence de decoupage que me conseil tu? Je connait pas l'interré d'une faible ou forte frequence de decoupage.

[invited71fa5e3]

en fait ce qu'il me faut c'est une tension qui commande le rapport cyclique du hacheur afin de determiner le courant debité dans ma charge (en fonction de la capacité de la baterie et de la vitesse de decharge 1C 2C ou 3C).

Donc que le hacheur soit alimenté par la batterie mais que le rapport cyclique soit commandé par une tension predeterminée.

J'espere avoir été clair.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite5637435c]

Dans une alim à découpage le rapport cyclique est conditionné automatiquement par une tension qui est comparée à une référence.
Tout circuits de commande est basé sur ce principe.
La tension en question peut-être celle de sortie prédivisée ou la tension issue d'une résistance donnat l'image du courant.

Si tu découvres cette technologie, il vaut mieux commencer par te documenter et ensuite commencer par en faire une petite pour en découvrir toute les subtilités.
Ca ne s'improvise pas, il y a une multitude de choses à savoir sur ce vaste sujet.
Tu peux faire "recherche" sur le forum et tu trouveras des discussions sur pas mal de points déjà évoqués.
@+

[invitea34e7140]

Pour le choix de la fréquence de découpage:
Plus elle est faible, plus les composants de filtrage (self et capa) seront volumineux.
Plus elle est élevée, plus les composants actif (transistor, diode) seront chauds.
Il y a donc un compromis à avoir entre volume et dissipation thermique.

Les frequences de découpage se situe generalement entre 25kHz et 250kHz.
25kHz c'est plutot pour les grosses puissance en environnement industriel ou le rendement est important et ou on se fout un peut du volume.
250kHz c'est plutot pour les petites puissance pour equipement mobiles ou le volume reduit est tres dimensionnant.

En dessous de 20kHz, on risque d'entendre le découpage et c'est tres desagreable.
En dessus de 300kHz, l'effet de peau dans les conducteurs devient important, les self commence à devenir des capas et reciproquement. Ca devient difficile a mettre au point.

[invite5637435c]

Petite précision, les plages fréquentielles que tu indiques étaient vraies il y a 10-15 ans, aujourd'hui la donne est un peu différente.

Pour les petites puissances c'est plutôt 300kHz~2MHz (voir prochainement le LTC3670), et pour les fortes puissances 50~100KHz, les noyau magnétiques ont progressés ainsi que les circuits de commandes (structures de type synchrone) et les transistors de puissances.
Il est vrai aussi que les mises au point sont aussi plus délicates et nécessitent des moyens différents.

@+

[invitea34e7140]

Pas du tout.
La trés grosse majorité des alimentations sont en dessous de 150kHz.
Car les normes CEM en conduit commencent à 150kz (monde industriel et grand publique).
Dans l'aeronautique, ca commence à 250kHz, alors on trouve beaucoup d'alim à 200kHz.
Mais peu de gens font des systems complet à plus que ces fréquences, car ils sont emmerdé par la CEM.
C'est sur, dans les pub tu vois plein de modules trés petit qui fonctionnent à trés haute fréquence. (genre VICOR, à fréquence variable et résonance) Mais ils te font pas voir le filtre colossale qu'il faut mettre devant pour avoir droit de vendre un produit avec ça.

[invite5637435c]

Tout dépend de quoi on parle.

Si tu parles d'alimentations sur secteur, le filtrage du conduit est fait par le PFC en tête obligatoire au delà de 75W depuis 2001, et de fait cet étage bloque efficacement les courants harmoniques.
Pour des raisons d'économies sur les développements d'études et les coûts de composants, le choix à 50KHz ou 100KHz est le plus fréquent en industrie (ou 66KHz pour certaines appli particulières).
Les circuits de commande sur les TV par exemple travaillent à différentes fréquences selon si on est en veille ou pas (mode green).

Si tu parles de DC/DC les fréquences grimpent de plus en plus, ce qui se comprend facilement quand on sait que le marché est tiré par les portables et les PC de plus en plus gourmands et compacts (2~3V 40A on board).

La réduction de poids est un critère essentiel aujourd'hui compte tenu des coûts de transport et de matières premières, donc la tendance sera à la hausse pour les fréquences aussi.

[invitea34e7140]

On est d'accord.
Ceci dit, bien que note ami Zal31 ait à faire un DC/DC, je lui déconseille d'essayer de monter en fréquence en dessus de 200kHz, car apparement ce sera une première pour lui.

[invite5637435c]

Tout à fait.

[invitec43221e1]

j'éai acheté un bouquin chez décitre intitulé "alimentations à découpage convertisseurs à résonance"

on peux utiliser des convertisseurs semi-résonant et résonant. le principe c'est d'utiliser soit une ouverture soit une fermeture du transistor de hachage de façon spontanée (non commandé). On les utilise à partir de 1MHz environ mais nécéssite une électronique plus complexe... déconseillé à un débutant...

Je suis en train d'en concevoir pour un de mes projets. Si vous voulez vraiment bien approfondir vos connaisances sur les alimentations à découpage je vous conseille vivement le bouquin cité au-dessus