Besoin d'aide sur un Hacheur à base de Max 668

[absolute111]

Hello, j'ai réalisé le montage proposé dans le datasheet du max668 http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX668-MAX669.pdf , mais il ne fonctionne pas. Je ne sais pas quels types de condos je dois utiliser, j'ai pris du tantale pour les condos polarisés, et du céramique pour les non-polarisés. Mon but est de convertir du 9,6v en 24v... Je ne sais pas non plus quelles valeurs de composants je dois utiliser pour avoir 24v, le montage du datasheet ne proposant que du 12v... Et que veulent dire "Bootstraped et Not-bootstraped ? J'ai vraiment besoin d'aide, merci d'avance à ceux qui voudront bien prendre le temps de se pencher sur mon problème. Ben.
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[Jack]

Mon but est de convertir du 9,6v en 24v... Je ne sais pas non plus quelles valeurs de composants je dois utiliser pour avoir 24v, le montage du datasheet ne proposant que du 12v.

Il faut jouer sur la tension de feedback (entrée FB) de manière à avoir 1,25V. A toi de calculer le diviseur de tension formé par R1 et R2.

Et que veulent dire "Bootstraped et Not-bootstraped

C'est écrit à plusieurs endroits dans la doc:
The MAX668 operates with inputs as
low as 3V and can be connected in either a bootstrapped
or non-bootstrapped (IC powered from input
supply or other source) configuration
Ca concerne donc la façon dont tu vas alimenter le circuit: pas sa tension à convertir ou par une source extérieure

[absolute111]

Merci beaucoup d'avoir répondu, Jack. Je me suis pris la tête toute la journée, et visiblement j'ai fait la connerie (désolé du terme) de ne pas polariser correctement les condos tantales... Je pensais que la petite barre marron représentait le - et non le +... Soit, le montage me sort bien 24v avec 24,9k pour R3 et 480k pour R2... Par contre, j'ai un gros souci : Dès que je connecte une charge qui devrait consommer 100mA à tout casser, la tension chute et approche la tension d'entrée... Donc 10 petits volts pour moi... J'ai essayé d'attaquer un régulateur 24 volts en configurant R2 et R3 pour obtenir une petite trentaine de volts : Même problème... :/

[invite03481543]

Salut,
qu'as-tu mis comme inductance?

[A voir en vidéo sur Futura]

[absolute111]

Hello, Hulk. Merci de t'intéresser à mon problème. J'ai utilisé une inductance de 4,7µH, comme sur le montage du datasheet. J'ai aussi essayé avec une 10µH... voici le lien vers la référence que j'ai utilisée (pour la 4,7µH la 10 étant la même série mais en 10µH). Merci d'avance.

[absolute111]

P.S : Mon générateur a une capacité en courant largement suffisante, j'ai testé avec une alim Hameg, une pile 9v et un simple adaptateur secteur habituel, ça fait toujours pareil... La seule petite différence en c'qui concerne les deux valeurs de bobines, c'est que la tension minimum nécessaire en entrée pour avoir la tension en sortie désirée (A vide uniquement pour moi, donc) est légèrement plus importante avec la 4,7µH.

[absolute111]

P.S BIS (sourire) : Désolé, j'ai zappé de mettre le lien vers la référence de l'inductance que j'ai utilisée. Le voici donc : http://fr.farnell.com/1174070/compos...questid=154036
J'ai utilisé des condos tantales 68µF 20 volts (pour les condos polarisés sur le schéma du datasheet). Le voltage devrait-il être supérieur à la tension que je veux en sortie (Donc 28-30 volts pour attaquer un régulateur 24 volts) ?

[Jack]

Hello, Hulk. Merci de t'intéresser à mon problème. J'ai utilisé une inductance de 4,7µH, comme sur le montage du datasheet. J'ai aussi essayé avec une 10µH... voici le lien vers la référence que j'ai utilisée (pour la 4,7µH la 10 étant la même série mais en 10µH). Merci d'avance.

La valeur en H de la self n'est pas suffisante. Il faut éviter la saturation du circuit magnétique. J'espère que tu n'as pas pris ces petites inductances qui ressemblent à une résistance genre 1/4W.

A+

[Jack]

zappe ma réponse précédente. Je n'avais pas vu le lien vers l'inductance que tu utilises.

A+

[absolute111]

Ok, mais pourquoi dans le datasheet ils utilisent une 4,7µH et délivrent 12v sous 1A ? J'ai regardé le calcul de l'inductance du datasheet : LIDEAL = VOUT / (4 x IOUT x fOSC)
Sachant que VOUT = 24, IOUT = 0,2 et FOSC = 500 000 (j'ai mis une résistance de 100K à la broche FREQ), LIDEAL = 24 / (4 x 0,2 x 500 000) = 60µH. Il me faut donc une bobine de 60µH ?
En ce qui concerne la fréquence, comment détermine-t-on celle qui convient le mieux à une application ? 500 KHz est-il correct pour le montage que je veux faire ? Merci d'avance. Ben.

[invite03481543]

Non Jack a raison la valeur ne suffit pas le noyau magnétique doit-être adapté, ce n'est pas avec l'inductance que je vois en lien que tu vas faire tourner ton élévateur...à 1A.

Il faut que tu choisisses une inductance adaptée pour ce genre de montage, va faire un tour chez WURTH ELECTRONIK par exemple.
http://www.we-online.com/website/emc...&katid=3&lan=2
@+

[invite03481543]

Il faut d'abord déterminer le rapport cyclique (duty cycle) du circuit de commande:

Données: Vin(min)=9V; Vout=24V I=1A (?)
On prend F=150KHz

DC=(Vout-Vin(min))/Vout=0,625 (soit 62,5%)

Ensuite Lmin=[Vin(min)/F*deltaI]*DC=[9/(150.10^3*0,2)]*0,625=188µH

DeltaI doit être de 30%max de I, ici je prends deltaI=20%

Donc il te faut une 220µH/1,2A

[invite03481543]

J'ai utilisé des condos tantales 68µF 20 volts (pour les condos polarisés sur le schéma du datasheet). Le voltage devrait-il être supérieur à la tension que je veux en sortie (Donc 28-30 volts pour attaquer un régulateur 24 volts) ?

Il faut mettre des condos ayant une tension de service supérieure à la tension max possible.
Donc ici en sortie il te faut du 35V, en entrée ça dépend de la tension max possible.

Attention avec les Tantales, ils n'est pas conseillé de dépasser la tension max, cela peut-être très dangereux, ce sont des chimiques solides ils ne possèdent pas de sécurité comme sur les chimiques traditionnels.
De même pour l'inversion de polarité, gare aux yeux...
Pour ma part je proscrit cette techno dans les applications de puissance, je préfère utiliser des céramiques multicouches en entrées ou sinon des chimiques alu faible E.S.R.
@+

[absolute111]

Merci beaucoup, Hulk. Ca commence à devenir assez clair dans ma tête, du moins je pense. Tout d'abord, le rapport cyclique, si j'ai bien compris, serait le rapport entre le temps pendant lequel le signal haché va être à son amplitude max et le temps pendant lequel il sera à son amplitude min ? Puisqu'on en déduira la valeur moyenne de cette tension, qui devra correspondre à la tension de sortie voulue à laquelle on soustrait la tension d'entrée déjà disponible. En gros, vu que j'ai déjà 9V CC de disponible, il me faut en plus une 15aine de volts qui correspondent à la tension moyenne d'un signal haché dont l'amplitude max est de 24 volts et dure 62,5% d'une période totale du signal... Ai-je bien compris ?

Une petite précision, me concernant je n'ai besoin que de 200mA grand max en étant bien tranquille (Ca sera plutôt 120 mA en fonctionnement). Le 1A venait du datasheet dans lequel il délivrent 1A avec une 4,7µH sur leur montage, ce qui suscitait mon interrogation, puisqu'il est évident qu'aux vus des calculs de bobine fournis par ce même datasheet, cela paraît incohérent...

Dernière chose, pour ce qui est des condos, tu me dis donc que tu utilises des céramiques multicouche ou des chimique alu. Mais je dois n'utiliser les chimiques alu seulement lorsque le schéma demande des condos polarisés ? De la même façon, je suppose qu'il n'est pas possible de mettre des céramiques multicouche quand on demande des polarisés... Si ? Pour finir sur les condos, qu'en est-il du calcul de la valeur de ceux qui se trouvent en entrée ?

Il me reste un point à éclaircir. Comment détermine-t-on la fréquence qui correspond le mieux à son application ? Dans le datasheet, j'ai cru comprendre qu'une fréquence plus élevée impliquait des valeurs de composants plus faibles, mais que le circuit consommerait plus, donc que le rendement serait moins élevé. Pourquoi avoir choisi 150KHz, dans ton calcul ?

Merci encore pour tout. Ben.

[invite03481543]

Dernière chose, pour ce qui est des condos, tu me dis donc que tu utilises des céramiques multicouche ou des chimique alu. Mais je dois n'utiliser les chimiques alu seulement lorsque le schéma demande des condos polarisés ? De la même façon, je suppose qu'il n'est pas possible de mettre des céramiques multicouche quand on demande des polarisés... Si ? Pour finir sur les condos, qu'en est-il du calcul de la valeur de ceux qui se trouvent en entrée ?

Les céramiques multicouches possèdent une résistance série très faibles remplaçant avantageusement les autre technologies, seulement ils n'existent pas à des tensions >25V pour des valeurs au dessus de quelques µF~ dizaine de µF à moins d'en mettre plusieurs en parallèles...
Donc on les mets de préférence en entrée en tout cas coté très basse tension.
En sortie les chimiques alu faibles ESR sont les plus utilisés ou également les OSCON, les chimiques semiconducteurs organiques de chez Sanyo.

Il me reste un point à éclaircir. Comment détermine-t-on la fréquence qui correspond le mieux à son application ? Dans le datasheet, j'ai cru comprendre qu'une fréquence plus élevée impliquait des valeurs de composants plus faibles, mais que le circuit consommerait plus, donc que le rendement serait moins élevé. Pourquoi avoir choisi 150KHz, dans ton calcul ?

La fréquence de découpage est souvent un compromis entre pertes et dimensionnements généraux.
Les pertes augmentent avec la fréquence, et selon les objectifs à atteindre (rendement, échauffements, coûts...) on fixe une fréquence offrant un juste milieu.
Au delà de 200KHz avec des courants plus élevés des finesses de routages sont nécessaires pour obtenir de bons résultats en CEM, en prenant 100~150KHz ça reste relativement classique.
@+

[absolute111]

D'acc, merci pour tout ça. Les condos de 68µF sont calculés comment, dans le datasheet (figure 4) ? J'ai lu la section "Capacitor selection", mais à part le Cout, qui doit être C8 à mon avis, ils ne parlent pas des 68µF... Je me pose la question parce que je ne trouve pas de condos allu de 68µF. C'est 47 et ça passe à 100 après il me semble... Je n'sais donc pas comment les choisir...

[absolute111]

Petit up'...

[absolute111]

Bonsoir à tous. J'ai essayé le montage avec une bobine de 200µH, ça réduit le problème puisque j'arrive à obtenir une quinzaine de volts, contre 10 avant. Pensez-vous qu'il me faille une bobine encore plus importante ? Comment sont dimensionnés les condos de 68µF du datasheet du max668/669 ? Merci d'avance. Ben.

[invite03481543]

Salut,

le condensateur d'entrée doit fournir l'énergie nécessaire lors des appels de courants du hâcheur.
En général une alimentation de table ne possède pas une résistance interne suffisamment faible pour assurer la fourniture de ces pics de courants qui peuvent être très importants selon la fréquence et la puissance du DC/DC.
La conséquence directe sans ce(s) condensateur(s) d'entrées serait une ondulation importante de courants et une forte EMI conduite.

Avec ces condensateurs le courant d'entrée sera donc moyenné.
Les 2 grandeurs à déterminé sont la valeur de la capacité et la valeur de la résistance série, qui vont conditionner l'ondulation en entrée.

Les équations de l'ondulation de tension d'entrée sont dans le cas du buck:



et:



ESL est la self série du condensateur.

Le courant RMS dans la capacité d'entrée s'exprime par:



Iin(AVG) est le courant moyen d'entrée.

L'équation précédente est quasi équivalent à:



On en déduit le ripple de tension sur la capa d'entrée:



On voit que si ESR tend vers 0 que:


D'où:



En fixant l'ondulation maxi que l'on souhaite, on choisira C et ESR en fonction.

CQFD

[invite03481543]

Je viens de me rendre compte que j'ai fais mes calculs pour un "Buck" alors que tu cherches à faire un "Boost"...

Néanmoins je vais tâcher de te refaire les calculs pour le mode "Boost".
@+

[invite03481543]

La différence essentielle avec le mode "Buck" réside dans le fait que l'inductance est ici en série avec l'entrée et le switch de commutation, donc l'allure du courant dans le mode continu est proche d'un signal triangulaire.
La fonction assurée par la capacité d'entrée est identique à celle d'un montage "Buck" (voir explications données au post précédent).

Plus la self est faible plus le courant appelé sera important, ce qui conduit à travailler dans ce cas en "mode discontinu de courant" car le courant s'annulera avant la fin d'un cycle, il est donc préférable de travailler avec une self plus élevée en valeur permettant ainsi de se placer en mode continu de courant afin d'avoir un courant d'entrée RMS plus faible.
En contre partie la self sera plus coûteuse qu'en "mode discontinu de courant".

Dans le cas du mode continu de courant dans la self, le courant d'entrée RMS s'exprime par:



La capacité minimum nécessaire peut-être déterminée par l'équation suivante:



Vin(min) étant le cas où le courant est le plus fort.
Avec Rs la résistance de bobinage de la self.
@+

[absolute111]

Hello. Vraiment sympa, HULK, de prendre le temps de rédiger des cours magistraux ^^ Je t'avoue que malheureusement, j'ai du mal à tout suivre, bien que j'aie quand même pu déterminer la capa qu'il me fallait. Je garde quand même tous tes calculs et formules pour y revenir plus tard ^^


Pour le calcul du condo d'entrée, j'ai donc :

L = 220µH
Iout = 0,5 (Ma charge ne consommant qu'à peine 150 mA)
Vout = 24v
Vin = 9v
Rs = 0,44 ohms (J'ai utilisé une "power inductance" de 220µH, 0,44 ohms, 0,7A)

Ca me donne 148µF. Le problème, c'est que ça change rien à mon problème en changeant de capa. D'ailleurs, j'me suis rendu compte que j'avais zappé une mise à la masse sur la broche 7, PGND, du max669. Ce qui ne change rien quand je l'y mets, puisque du coup, au lieu de fournir une quinzaine de volts à ma charge au lieu de 24, ça m'en fourni plus que 10...

Alors là j'viens de me poser une question, est-c'qu'il faut pas que je mette uniquement au (-) de mon alim, la broche GND, donc la broche 3 du max, et que je connecte toutes les autres masses du montage à la broche PGND, qui elle correspondrait à une masse "virtuelle" qui ne devra pas être raccordée au (-) de mon alim ?

Parce que là sincèrement, j'ai essayé avec plusieurs fréquences, plusieurs solutions de valeurs de resistances R2 et R3 pour un rapport identique (qui définit la tension de sortie, sur les figures 2, 3, 4 et 5 du datasheet), plusieurs inductances, plusieurs valeurs et types de condos en entrée et en sortie (tantales, chimiques alu, condo electro classiques). Ca me sort toujours 10 volts quand y'a ma charge (J'ai bien 24 à vide, soyons d'accords) avec PGND connecté à la masse, et une quinzaine avec quand PGND n'est pas à la masse (ce qui ne correspond pas au schéma)

Evidemment, j'ai tenté de remplacer tous les composants du montage, y compris le max. Une chose que j'ai pas faite, c'est tester avec une charge différente, genre un moteur 24volts de petit ventilo par exemple. Ma charge est une petite barre de quelques LED gérées en PWM je pense. Il faut l'alimenter en 24v "classiques"... Est-ce que le fait que mon signal soit déjà haché peut poser un problème ?

Quel "débugage" puis-je entreprendre pour cibler mon problème ? (J'ai un oscillo tektronik TPS 2024)

En fait, j'ai grossièrement compris le principe du hacheur, mais je n'sais pas exactement quel tâche est effectuée par quoi, l'espèce de FET FDS6680 m'embrouille....
Désolé de mon niveau ridicule qui doit être aggaçant pour les gens comme toi à qui certaines notions paraissent évidente :/ Mais comme il me manque vraiment des bases et que l'électronique est super vaste, c'est dur de démarrer. J'ai un bac STI electronique à la base, mais ça fait 8 ans et j'ai pas pratiqué l'électronique depuis tout ce temps. J'ai tout zappé, à part quelques notions basiques au delà de U = RI quand même. Là je m'y remets pour mon taff, j'ai acheté des livres, mais c'est pas évident au début. J'pense que ça ira mieux après.

En tous cas merci encore. Ben.

[absolute111]

Petit rajout : Je vois dans le datasheet :


Layout Considerations

Due to high current levels and fast switching waveforms
that radiate noise, proper PC board layout is essential.
Protect sensitive analog grounds by using a star ground
configuration. Minimize ground noise by connecting
GND, PGND, the input bypass-capacitor ground lead,
and the output-filter ground lead to a single point (star
ground configuration). Also, minimize trace lengths to
reduce stray capacitance, trace resistance, and radiated
noise. The trace between the external gain-setting
resistors and the FB pin must be extremely short, as
must the trace between GND and PGND.

J'ai testé le montage sur une labdec... Le problème peut-il venir de là ?

[invite03481543]

Le problème avec les alims à découpage quand on débute sur ce type de techno c'est qu'il y a d'une part la théorie et d'autre part la pratique.

Nombreux sont ceux qui se découragent en tentant de se "faire la main" seul, car beaucoup de considérations sont à maîtriser pour parvenir à un résultat concluant.

Une plaque Labdec est bien pour la plupart des montages d'essais mais pas pour les alims à découpage au delà de 100KHz, à moins de prendre certaines précautions de câblage.

Je te conseillerai plutôt de prendre une carte à trous métallisés avec cuivre sur les 2 faces.
L'avantage est de pouvoir câbler des fils de fortes sections si nécessaire et de souder les composants plutôt que de les "pincer".

Pour te faire avancer dans tes expériences, il faudrait que tu me postes ton schéma exact ainsi qu'une photo de ton proto actuel avec les références de tes condos.

Je te posterai en retour une solution de câblage afin de pouvoir faire tourner ton alim.
Il est très important de respecter un raccordement des masses particulier à cette techno, c'est pour cela que tu trouveras souvent indiqué PGND (PowerGround) et GND.
Il ne faut pas que les forts transitoires de courants cohabitent avec les références ou les signaux à hautes impédances du circuit.
De même plus la fréquence est élevée plus les boucles de câblages sont à proscrire.
Les liaisons de puissances doivent être très courtes et larges, la masse de référence du circuit doit être relié sur un point equipotentiel à la masse de sortie, donc sans subir les transitoires de courant qui retournent à la source.

J'attends tes infos.
@+

[absolute111]

Coucou. Désolé de n'avoir répondu que maintenant, mais j'étais pas trop à mon taff, ces derniers temps.
En tous cas, vraiment merci, HULK, c'est dur de trouver une aide véritable quand personne autour de soi n'a de connaissance dans le domaine en question...

Bref, hier j'ai donc commandé la plaque de proto cuivrée, par contre j'ai pas fait gaffe, j'ai pris une simple face (deux en fait, parce que j'savais pas trop c'que j'prenais sur le catalogue, du coup j'en ai pris deux différentes : y'a une plaque avec des pistes et des trous, sur l'autre y'a que les trous/pastilles cuivrées...). J'ai donc reçu ça ce matin et, plein d'entrain, je me mets donc à la réalisation du proto sur la plaque avec trous uniquement. Le simple face m'a pas posé de problèmes je suppose (je poste une photo demain), toujours est-il que j'obtiens... ...toujours pareil qu'avant. Rires.
J'me dis que j'ai pas dû comprendre un truc, avec les masses etc par exemple ou j'sais pas :/ Parce qu'en fait, j'obtiens à peu près toujours la même chose (+ ou - 15 ou 16V en sortie quand y'a une charge, même qui ne demande que 100mA) quelle que soit la valeur des composants (à part le "pont diviseur" de résistances qui permettent de définir la tension de sortie voulue). Mais pour les condos, ça change plus ou moins rien du tout. La bobine change un petit quelque chose, mais même avec du 400µH c'est largement pas assez :/
Je posterai le schéma demain, ainsi que la photo de c'que j'ai fait...
Merci encore, à bientôt. Ben.

[absolute111]

Hello, j'ai posté une photo du proto mais je pense pas que ça puisse être vraiment utile, hormis le fait qu'on voit que toutes les masses sont connectées à une même piste verticale (et non pas un seul point). Je me suis rendu compte qu'en touchant simplement certaines connexions avec mon doigt, le montage se mettait à fonctionner... Donc je pense bien que le problème doit venir de mon routage inadéquat des masses... J'ai appelé le distrib' de maxim pour avoir le kit d'éval du max668, j'attends une réponse demain. J'ai posté, avec la photo de mon proto, la doc du kit d'éval, dans laquelle ils fournissent un tableau avec différentes valeurs de composants, selon la configuration voulue. Ils utilisent des valeurs de condo et de self qui paraissent relativement faibles pour une conversion 12 vers 24 sous 500mA, si l'on s'en réfère aux calculs du datasheet du max lui-même... Bref, j'espère avoir le kit d'éval sous peu et puis ça me permettra de bien capter le routage approprié...
Le lien vers la photo et les docs : http://ucool.free.fr/29/

Merci pour tout, bye. Ben.

[absolute111]

J'oubliais, le montage que j'ai fait est rigoureusement celui de la figure 4 du datasheet du max668, les deux condos C5 & C6 sont des alu 35v 100µF, la self est une 220µH 0,7A 0,44ohms, R4 = 118Kohms (j'ai essayé de mettre plus gros mais en diminuant la fréquence, le montage fonctionne encore moins bien). Toutes les autres composants que j'ai utilisé sont de même valeur que ceux du schéma. Ben.

[absolute111]

Bonsoir à tous. Quelqu'un a-t-il déjà obtenu un kit d'éval de chez Maxim ? Parce que j'ai l'impression qu'ils galèrent un peu, ça a pas l'air évident...

[invite03481543]

Salut,

si tu es "particulier", et que tu commandes sur le site de chez Maxim tu recevras bien ton kit d'évaluation mais en principe le délais est de 1 à 2 semaines min, selon également la disponibilité du kit d'évaluation.

Chez Linear ils sont plus réactifs.
Mais pour qui pratique Maxim, cela fait partie du "charme" Maxim...

Bref, tes condensateurs sont-ils biens à "faible résistance série"?.
As-tu une référence à nous donner pour la self utilisée et les condensateurs (entrée et sortie).
@+

[invite03481543]

Egalement qu'as-tu pris comme diode?

En fait un schéma complet serait vraiment bien avec une nomenclature renseignée au niveau des références.
Le mieux serait de prendre des composants traversants pour ton proto, du moins quand c'est possible, ou alors tu les soudes en cms mais coté cuivre dans ce cas.

Sinon le câblage ne vas pas c'est sûr.

Je vais te faire un petit dessin.
@+