contrôle en courant ou en tension de boucle d'asservissement

[invitec2fe9a00]

pourquoi choisit on le contrôle en coutrant plutôt qu'en tension dans l'asservissemnt de convertisseurs buck et boost.
merci pour vos réponses.
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[Jack]

salut,

la plupart du temps, c'est pourtant un retour tension qui est utilisé.

dans quelle application as-tu vu cela?

A+

[invitec2fe9a00]

Salut,

personne n'est inspiré?

ben au moins une réponse générale

les + et les - du contrôle en tension et du contrôle en courant.

MERCI!

[gienas]

Bonjour Rima et tout le groupe

Je ne sais pas ce que sont des convertisseurs buck et boost , mais je sais pourquoi on utilise parfois une boucle de courant, au lieu d'une boucle de tension. Cela permet plus facilement de détecter une anomalie du genre rupture de ligne. Ce n'est pas universel, car une boucle 0/20mA peut être à courant nul, équivalente à une rupture, c'est pourquoi on a inventé le 4/20mA. Là, le courant ne peut jamais être nul, ou c'est la panne.

J'oubliais de signaler que les boucles de courant sont insensibles aux résistances de lignes, même si elles sont longues.

J'espère que cela t'aide

[A voir en vidéo sur Futura]

[Jack]

Rima, tu as l'air d'affirmer que la régulation du convertisseur s'effectue sur le courant. De quel circuit s'agit-il? Dans ce cas peut-être que je pourrai t'aider.

Il ne me semble pas très logique d'asservir le courant pour un régulateur de tension, ou alors cela devient complexe et c'est le régulateur de tension qui délivre une consigne au régulateur de courant, tout ceci afin d'améliorer la dynamique du système bouclé.

Gienas, toute régulation nécessite d'effectuer une mesure de la grandeur à asservir et de la réinjecter en entrée du régulateur pour la comparer à la consigne. C'est ce qu'on appelle un rebouclage, d'où le terme "boucle".

Lorsque la grandeur à asservir est un courant, on parle de boucle de courant.

Un convertisseur buck est un abaisseur de tension, alors qu'un boost est un élévateur de tension.

A+

[invite3ed1be68]

Salut

Je suis moi aussi à la recherche d'informations sur le sujet, mais voici ce que j'ai compris jusque là.

Si on prend le cas du convertisseur Buck, la self et le condensateur du buck représentent un filtre passe bas, de plus les caractéristiques des ces composants évoluent avec la fréquence. On souhaite réguler en tension, mais une boucle de tension prélève l'info en sortie (donc après le filtre) pour la réinjecter dans le PWM.
Cette régulation nécéssite un filtre de boucle et ne réagit pas à des variations rapides de la charge et de la tension d'entrée.

Avec une boucle de courant on prélève l'info aux bornes d'un shunt en série avec l'interrupteur et la self.On peut donc réagir en temps réel. Mais il faut quand même une boucle de tension pour fixer la consigne de tension de sortie. Il y a donc 2 boucles imbriquées ce qui rend le montage plus difficile à mettre en oeuvre.

En conclusion une boucle de tension convient pour des applications simples : pas de variation de charge, pas de variation de la tension d'entrée, pas de spécifications sur le bruit.
En revanche si on veut diminuer le bruit en sortie du convertisseur ,il faut mieux utiliser une boucle de courant.

Je suis preneur de critiques, de confirmation, de précisions, à ce propos.

En attendant je retourne dormir

Merci et a bientot.

[Jack]

en ajoutant une boucle de courant, on améliore la dynamique à ce niveau.

Il n'empêche que la grandeur principale de l'asservissement reste la tension.

De toutes manières, il semble bien que rima se soit complètement désintéressé du sujet.

A+

[monnoliv]

Avec une boucle de courant on prélève l'info aux bornes d'un shunt en série avec l'interrupteur et la self.On peut donc réagir en temps réel. Mais il faut quand même une boucle de tension pour fixer la consigne de tension de sortie. Il y a donc 2 boucles imbriquées ce qui rend le montage plus difficile à mettre en oeuvre.

Tout à fait, en fait réguler le courant dans la self permet d'avoir un système d'ordre 1 (L) au lieu d'ordre 2 (L+C). Une technique très simple consiste à activer le switch lorsque le courant est en dessous d'une certaine valeur et à le désactiver lorsqu'il dépasse une autre valeur (un peu plus élevée). Cette commande s'appelle régulation Bang-Bang (en image du courant qui rebondit sur les limites, je suppose) ou feedforward.
Comme l'écrit Jack, il est clair que c'est la tension de sortie qu'on veut finalement réguler, cela se fait par le biais des deux limites de courant (asservies à la tension de sortie).

Dans l'explication que j'ai donnée, la fréquence de hachage varie, il suffit de commander le switch un peu différemment pour avoir un PWM à fréquence fixe.

A+

[Jack]

Dans ce cas il s'agit d'une boucle de régulation non linéaire à hystérésis si j'ai bien compris.

J'y vois un avantage, c'est que l'ondulation est indépendante de la charge.

L'inconvénient, c'est que pour des charges faibles, la fréquence doit diminuer et peut alors entrer dans le domaine audible, ce qui peut être désagréable.

A+

[invite3ed1be68]

Il me reste une question sur le choix de la capacité d'entrée d'un buck.
Le courant vu de l'entrée est carré (entre 0A et Is). Une fois que l'on a calculé les valeurs à donner à la self et au condensateur d'entrée, comment le choisir en fonction du courant qu'il voit.

[monnoliv]

Le condensateur d'entrée va définir l'ondulation résiduelle d'entrée.
Pour un premier dimensionnement, tu peux faire comme suit:
1. Suppose qu'il n'y a pas d'apport de courant extérieur, le courant demandé sera fourni exclusivement par le condo.
2. Suppose le courant constant
3. Suppose le convertisseur à fond
Alors comme , l'ondulation vaut

Exemple: courant max = 10A, fréquence 20kHz et tu ne veux que 1V d'ondulation, alors ce premier calcul te donne

Autre chose, tu vois que cette capa subit des variations de courant très importantes. Elle doit donc avoir un très bon comportement aux hautes fréquences, de plus elle doit aussi avoir une résistance équivalente série (ESR) faible (sinon l'ondulation va augmenter). Je ne choisirais donc pas un électrochimique, sauf à l'accompagner (mise en parallèle) de céramiques. Les condensateurs au tantale ont un bon comportement aussi.

Voilà, ceci constitue un premier calcul, juste pour avoir un ordre de grandeur.

A+

[f6bes]

Bjr à tous,
Il existe des condo chimiques (TFRS) Trés Faible résistance Série,
spécialement dédiés aux alim à découpage ou régime impulsionnel.
Cordialement

[monnoliv]

Effectivement, mais pour moi l'électrochimique reste un des plus mauvais candidats. M'enfin bon, parfois on a pas le choix (encombrement).
A+

[invite3ed1be68]

Je nvous remercie de vos réponse, je suis d'accord avec monnoliv sur le calcul et la techno de capa. Mais dans le choix du condensateur, je pensais plutôt au paramètre courant. Dans un buck le condensateur fournit à l'interrupteur principal un courant égal au courant de sortie du buck, lorsque l'interrupteur est fermé. Il est rechargé par l'alim d'entrée les reste du temps, il y a donc un courant résultant à calculer, pour voir s'il ne dépasse pas le courant supportable par le condensateur.
Ensuite lorsqu'on a choisi le condensateur en fonction de ce paramètre (courant), je pense qu'il a automatiquement une valeur en µF qui doit être suffisante.

@+

[monnoliv]

Tu as raison d'un point de vue technologique. Il y un courant maximum à ne pas dépasser (pour une question thermique je crois). Mais l'idée de base pour le dimensionnement est que plus ton condensateur a une forte valeur, moins tu auras d'ondulation à l'entrée du switch.
Encore un truc, il faut faire attention à choisir le condensateur d'entrée avec une valeur telle que le circuit LC formé par lui et la self de sortie ait une fréquence de résonance plus petite que la fréquence de hachage (sinon, tu viens exciter ce LC avec ton switch). Cette condition est souvent remplie d'office par les autres contraintes.
A+

[Jack]

je suis tombé sur cette doc qui semble bien répondre à la question d'origine: boucle de courant ou de tension.

http://www.national.com/appinfo/powe...signer_106.pdf

A+

[invite3ed1be68]

intéréssant, merci.