commande de relais 12V

[p2rib]

Bonjour,

Je fais appel à vous pour calculer les paramètres d'un tout petit circuit.
C'est pour une application automobile.

Il s'agit d'alimenter l'appareil que j'ai appelé Device 1 en 12V à partir de la commande U1 (12V environ) mais qui ne peut fournir que quelques mA (i1).

Autre contrainte: i4 doit être très faible lorsque le relai est au repos pour ne pas décharger la batterie (< 1mA si possible)

Composants:

RL1 : Relai standard automobile 12V (200 à 300mA s de courant à travers la bobine sous 12V)
D1 = Pour éviter la surtension due à la bobine j'ai des 1N4003 ça suffit?
Q1: transistor NPN (j'ai sous la main du 2n2222, du BC546B, du 2n6533 darlington)

Quel transistor choisir et quelles seraient les valeurs de R1 et R2 à mettre pour que tout marche au poil?

L'explication m'intéresse tout autant que le résultat, je n'ai jamais vraiment su faire de calculs avec les transistors!!

Voilà, merci pour vos lumières!!


Le circuit:
-----

[gcortex]

2N2222

2222A ?

si on prend avec pessimisme un gain de 30 et 300mA pour le relais çà fait 10mA dans la base

donc R1=10/10m = 1Kohms

13Vx13mA = 269mW donc un modèle de 500mW

R2 = 1K 250mW
(i2 = 700mV/1K = 700µA que l'on néglige pour Ib avec la grande marge qu'on a déjà pris)

une 1N4003 convient

[invite5637435c]

Bonsoir,

les données:

Entrée batterie 12V => U1min=10,5V
Icmax=300mA
U1=12V
2N6533 -> béta(min)=1K

Ibssat=K*Ic/béta(min)=5*0.3/1000=1,5mA

R1=[U1(min)-Vbe(sat)]/Ibssat=(10.5-1.4)/1.5.10^-3=6066 Ohm -> R1=6,2K 5%

R2=100K -> R2>(Ib/100)*1.4

Diode -> 1N4003 OK

[annjy]

13Vx13mA = 269mW donc un modèle de 500mW

Bonsoir,

2N6533 -> béta(min)=1K

Bsr,
d'un côté je pense qu'un trans de 500mW qui dissipe 270mW va chauffer un max...

de l'autre, utiliser un Darlington de 65W pour dissiper 270mW, c'est du luxe, non?

pourquoi pas un bon vieux FET type 2n6660 ?

Cdlt,
JY

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite7f03ac46]

Slt,

Si non utilise un relais qui a pour tension de bobine 5V ou 6V, avec un contact qui corespond a tes besoin.
Tu doits pouvoir en trouver facilement.
De cete façon tu regule à 6v pour tes relais (VCC-Vbe = 6V-~0.6V = 5.2V).
Moi j'en ai trouver sur des cartes électroniques d'automatismes.

a+

[invite9052eec1]

Bonsoir,

1/ Pour rejoindre l'idée de annjy, je te conseillerais de laisser tomber les transistors bipolairs car ils sont commandés en courant et non en tension.

D'ailleurs les calcul ci joint prposent tous un courant Ib > 1mA !!!!!!!!

Un bon transistor MOS ne consomme quasiment aucun courant de gachette, et peut avoir une résistance drain source trés faible quand il est commandé à la fermeture.

2/ Le probléme du relais, c'est la puissance à fournir pour fermer le contact.
Un relais de 6V aura une résistance interne beaucoup plus petite qu'un relais de 12V (même proportionnellelement), je te conseille donc plutôt de rester en 12V et de prendre un relais 12V

Une fois le relais fermé, les forces qui s'opossaient à sa fermeture ne sont plus à vaincre 8courant de fermeture), et sa consommation diminue considérablement (courant de maintien).

3/ Hypothése:

le contact doit être dans le temps beaucoup plus souvent fermés qu'ouvert, surtout quand la batterie n'est pas en charge.

Proposition, utilise un relais avec un contact normallement fermé.

4/ R2 n'est pas utile dans ton montage si ce n'est qu'a consommer du courant.

[p2rib]

2N2222

2222A ?

si on prend avec pessimisme un gain de 30 et 300mA pour le relais çà fait 10mA dans la base

donc R1=10/10m = 1Kohms

13Vx13mA = 269mW donc un modèle de 500mW

R2 = 1K 250mW
(i2 = 700mV/1K = 700µA que l'on néglige pour Ib avec la grande marge qu'on a déjà pris)

une 1N4003 convient

Merci pour cette proposition.
quel serait dans ce cas le courant i4 (qui doit être pratiquement égal à i5 si j'ai bien compris) dans le cas où U1 = 0
et si U1 est de 1 ou 2V?

[p2rib]

Bonsoir,

les données:

Entrée batterie 12V => U1min=10,5V
Icmax=300mA
U1=12V
2N6533 -> béta(min)=1K

Ibssat=K*Ic/béta(min)=5*0.3/1000=1,5mA

R1=[U1(min)-Vbe(sat)]/Ibssat=(10.5-1.4)/1.5.10^-3=6066 Ohm -> R1=6,2K 5%

R2=100K -> R2>(Ib/100)*1.4

Diode -> 1N4003 OK

Bonsoir et merci aussi pour cette 2ème proposition!
je devine que béta est le gain (hfe?) pour un darlington?
Ibssat (i3 sur mon schéma?) serait dans votre exemple le courant qui doit traverser la base pour que le darlington soit saturé? cad complètement passant ?
Même question que pour le précédent: Quelle est la consommation i4 de ce montage au repos? Que se passe-t-il si U1 n'est pas complètement nulle?

[p2rib]

Bsr,
d'un côté je pense qu'un trans de 500mW qui dissipe 270mW va chauffer un max...

de l'autre, utiliser un Darlington de 65W pour dissiper 270mW, c'est du luxe, non?

pourquoi pas un bon vieux FET type 2n6660 ?

Cdlt,
JY

Ce sont des transistors que j'ai sous la main en quantité, et il n'y a plus de magasin de composants près de chez moi depuis longtemps! ça serait bête de faire une commande exprès pour ça!

[p2rib]

Slt,

Si non utilise un relais qui a pour tension de bobine 5V ou 6V, avec un contact qui corespond a tes besoin.
Tu doits pouvoir en trouver facilement.
De cete façon tu regule à 6v pour tes relais (VCC-Vbe = 6V-~0.6V = 5.2V).
Moi j'en ai trouver sur des cartes électroniques d'automatismes.

a+

J'avais pensé un optocoupleur ou relai statique, mais je ne sais pas les choisir ni où les trouver.
Merci

[p2rib]

Bonsoir,

1/ Pour rejoindre l'idée de annjy, je te conseillerais de laisser tomber les transistors bipolairs car ils sont commandés en courant et non en tension.

D'ailleurs les calcul ci joint prposent tous un courant Ib > 1mA !!!!!!!!

Un bon transistor MOS ne consomme quasiment aucun courant de gachette, et peut avoir une résistance drain source trés faible quand il est commandé à la fermeture.

2/ Le probléme du relais, c'est la puissance à fournir pour fermer le contact.
Un relais de 6V aura une résistance interne beaucoup plus petite qu'un relais de 12V (même proportionnellelement), je te conseille donc plutôt de rester en 12V et de prendre un relais 12V

Une fois le relais fermé, les forces qui s'opossaient à sa fermeture ne sont plus à vaincre 8courant de fermeture), et sa consommation diminue considérablement (courant de maintien).

3/ Hypothése:

le contact doit être dans le temps beaucoup plus souvent fermés qu'ouvert, surtout quand la batterie n'est pas en charge.

Proposition, utilise un relais avec un contact normallement fermé.

4/ R2 n'est pas utile dans ton montage si ce n'est qu'a consommer du courant.

Bonsoir et merci pour toutes ces réponses. Voici ce que j'en pense:

1/ Ma commande peut fournir jusqu'à i1=20mA sans problème et je n'ai pas besoin de ménager ce courant là.

2/ La puissance consommée par le montage quand le relai est fermé ne pose pas vraiment problème. C'est la puissance quand le relai est ouvert qui m'embête.

En fait il s'agit d'une sortie d'autoradio qui est normalement faite pour déclencher l'allumage d'un ampli. je la détourne pour alimenter à la place un boitier électronique d'interface audio/video qui consomme 30mA en veille, ce qui est trop pour la batterie en permanence. Je n'ai bien entendu l'usage de ce boitier que lorsque l'autoradio est allumé.

Je ne connais pas le courant de maintient de mon relai, je sais juste que alimentée directement sur ma batterie 12V, la boine consomme 200mA à 300mA (selon les modèles que j'ai sous la main)

3/ c'est le contraire, dans 99% des cas le moteur tourne pendant que la radio est allumée, donc l'alternateur recharge la batterie si besoin, et alors les quelques centaines de mA qui peuvent traverser la bobine deviennent insignifiantes (enfin si l'essence continue à augmenter on changera peut-etre d'avis

4/ à quoi sert R2? sinon à s'assurer que le transistor ne laisse pas passer de courant i5 si U1 n'est pas complètement nulle?

Merci pour tout!

[gcortex]

Merci pour cette proposition.
quel serait dans ce cas le courant i4 (qui doit être pratiquement égal à i5 si j'ai bien compris) dans le cas où U1 = 0
et si U1 est de 1 ou 2V?

en dessous de 1V, I4 = 0

[gcortex]

2N6533 -> béta(min)=1K

je n'ai pas retenu ce choix, car le Vce_sat d'un darlington est au moins de 1V

[invite5637435c]

Salut,

je suis parti du principe que seul 3 transistors sont disponibles, évidemment un Mos serait plus indiqué mais comme il n'y en a pas...
En même temps quitte à choisir un relais pour une application batterie, un bistable est plus approprié.

Ibssat est le courant de sursaturation (entre 5 à 10*Ibsat) qui met le transistor en saturation forte.

La résistance R2 permet d'évacuer les charges stockées entre base et émetteur au blocage de T.

Si U1 ne descend pas à 0, il faudrait ajouter une petite zéner en série avec l'entrée de la valeur de U1min (il faudra alors diminuer un peu R1) pour assurer le parfait blocage de T.

Lorsque T est parfaitement bloqué il subsistera toujours un courant résiduel dans le collecteur (Icb0) qui dépend du transistor et de la température.
@+

[gcortex]

oui je sais tout çà, mais pour moi la saturation est à 1,5.Ib

[invite5637435c]

je n'ai pas retenu ce choix, car le Vce_sat d'un darlington est au moins de 1V

Pour commander un relais ce n'est pas très critique mais ta remarque est juste.

En regardant la doc du 2N6533, il intègre les résistances d'évacuation de charges donc R2 n'est pas utile.

Si le courant en Ib peut être plus important, le 2N2222 sera préférable, Icb0 sera plus faible (10nA @25°c) ainsi que Vce(sat) pour environ 0,8V à Ic=300mA.
@+

[gcortex]

En regardant la doc du 2N6533, il intègre les résistances d'évacuation de charges donc R2 n'est pas utile.

j'espère qu'il n'existe pas de darlington sans ces résistances,
auquel cas le courant de fuite et le comportement MF seraient catastrophiques

[invite5637435c]

oui je sais tout çà, mais pour moi la saturation est à 1,5.Ib

En principe en commutation on choisit un courant de sursaturation entre 2 et 10, cela permet de diminuer Vce(sat) et de s'affranchir des dispersions de caractéristiques en cas de remplacement du transistor, il faut s'appuyer sur la doc du constructeur pour prendre un coeff min.

[p2rib]

Bonjour, merci encore pour vos réponses argumentées!
J'essaie de suivre
Mais vous raisonnez beaucoup trop vite!
Je retiens l'idée de la Zener pour assurer le blocage en cas de tension non nulle sur la commande, mas je n'ai que des Zener 30V sous la main....
Pour le relai, sachant qu'il n'aura à commuter que des petits courants (12V/ 2A maxi) et pas de manière intensive (4 fois /jour maxi pendant 10 ou 15 ans) Je suppose qu'il existe des modèles plus adaptés que les gros relais de phares que j'ai déterré pour l'occasion, surtout au niveau du courant de bobine...

Donc quitte à commander un relai et une zener, je peux aussi prendre un MOS

Mais ça vous fait tout reprendre depuis le début !

[gcortex]

Je retiens l'idée de la Zener pour assurer le blocage en cas de tension non nulle sur la commande

tu peux aussi diminuer R2

[invite5637435c]

Si on prend un relais tel que celui-ci:
http://www.conrad.fr/relais_js_05nk_...5_19029_561829

il présente une résistance de bobine donnée pour Rb=660 Ohms +/-10%

Donc Ic(max)=Vcc(max)/Rb(min)=14/600=23,3mA

Dans ce cas ton BC546B suffit.

On a hFE=180

Ibssat=10*Ic/hFE=1,3mA

Soit R1(min)=[U1min-Vbe(sat)]/Ibssat=7153 Ohms -> R1=6,8K 5%

Si on fixe la tension min U1 à 2V, pour assurer le blocage avec la condition d'avoir un courant Ic négligeable, il faut bloquer l'entrée par une zéner (5V1) pour éviter un courant résiduel dans Ib qui provoquerait un courant également dans le collecteur (hFE*Ib).

R2 devra être choisie pour assurer l'évacuation de charges stockées dans la base et assez grande pour ne pas polariser même faiblement la zéner, on prend R2=150K.

@+

[gcortex]

moi, je prends souvent la même valeur pour R1 et R2
U1 >> Vbe donc çà marche nickel

on peut économiser la zener en diminuant R2

un courant de qq µA n'est pas très utile
mais peut etre mieux en cas d'impulsion magnétique dans la boucle de masse

et effectivement (j'avais oublié) permet moins de consommation au repos

[invite5637435c]

En commutation on évite de préférence une commande en tension, alors qu'en amplification on préfère ce montage pour polariser l'étage amplificateur.

Le soucis majeur avec un pont diviseur en entrée est que si U1 n'est pas totalement nul, ib ne le sera pas non plus.

[p2rib]

Bonjour!

Je ne comprends pas une chose: le relai du lien est en 5V? et le Vce d'un BC546B en sursaturation est de l'ordre de 0,5V si j'ai bien suivi... ça fait pas trop de tension sur sa bobine?

La Zener (Dz1) se met en série dur R1 et ne laissera passer de courant que lorsqu'il y aura 5 V de tension à ses bornes c'est bien ça? Si bien que U commande se répartit entre U (Dz1) + U (R1) + U (R2)?

Oh là là, je suis lourd!

Merci encore!

[invite5637435c]

Si tu regardes bien le pdf de la doc relais, il existe aussi en 12V.
Chez Conrad je ne sais pas, ils n'ont peut-être que le modèle 5V, mais peu importe tu adapteras le calcul au relais 12V que tu trouveras.

Pour la zéner c'est ça, il faudra choisir une zéner dont le courant Iz sera dans la plage de courant Ib et elle deviendra passante pour U1>Vz+R1*Ib+Vbe(sat).

Donc si tu mets cette zéner il faut recalculer R1:

R1=[U1(min)-Vz-Vbe(sat)]/ibssat= (10-5,1-0,7)/1,3.10^-3=3230 Ohms -> 3300 Ohms 5%

[gcortex]

Hulk
si tu mets R1=R2=1K le seuil ne sera t-il pas de 2x0,5 = 1V ??

[invite5637435c]

Je ne comprends pas ta remarque.

[gcortex]

un transistor conduit à partir de 500mV yes ?

donc si tu mets avant un diviseur par 2, il faudra Vin = 1V pour atteindre le seuil

[invite5637435c]

Oui et à 14V en entrée tu as quoi?

Sachant qu'à 500mV tu n'auras pas Ib nul.