Alimentation à découpage : quelques questions...

[toinou]

Bonjour à tous,

J'ai un petit problème sur un circuit : j'utilise un régulateur type 7805 à partir de 24V pour alimenter un circuit logique ; le problème, c'est qu'il chauffe trop ! Au passage, on m'a dit que ce genre de réguleur ne conserve pas la puissance : par ex, si on met en entrée 12V 1A, en sortie on aura 5V 1A ; pour calculer la puissance dissipée par effet joule, est t'il juste de faire : (12V - 5V) * 1A = 7W dissipés ?

J'ai donc pensé à utiliser une alimentation à découpage, qui apparemment possède un meilleur rendement, donc plus la peine d'utiliser de radiateur ; j'ai donc fait une recherche sur le forum, regardé tous les posts s'y rapportant, et apparemment il semble qu'elles sont difficiles à mettre en oeuvre ? De quoi cela vient-il ? Forte perturbations EOM ?

J'ai trouvé 2 modèles : LM2575, pas cher, même pas 2euros, puis le MAX787, plus cher, environ 15euros !
Pourquoi une telle différence de prix entre les deux ?
Est-il plus simple de trouver un moyen de refroidir mon régulateur de départ, où même d'en mettre plusieurs en cascade (24V > 14V, puis 14V > 5V)?

Merci d'avance...
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[ABN84]

quand tu parle de 5v la premiere chose qui me vient a l'esprit c'est la microelectronique(CI, informatique,circuits logiqueTTL), si c'est le cas tu dois imperativement avoir une alimentation stabilisee(7805) et non une alimentation a decoupage, bien que celle ci ait un rendement meilleur. pour le calcul du dissipateur il y a des abaques prets a l'emploit, il suffit de connaitre le boitier du regulateur. si ce n'est pas le cas il vaut mieu opter pour une alimentation a decoupage

[Tropique]

La route du savoir est infinie mais parsemée d'embuches

Ô combien...

Les alims à découpage sont surtout utiles pour les circuits logiques: ils tolèrent sans problème quelques mV de bruit, ripple, résidus de découpage alors qu'un préampli sensible ou une alim de capteur exige une tension rigoureusement propre sous peine de gros problèmes.
Ce n'est pas un hasard si les alims de PC p.ex. sont toujours à découpage. Il est possible de sortir une tension à peu près propre de ce type d'alim, mais ce n'est pas simple et exige une technicité certaine.
Si tu suis rigoureusement la note d'application de ton LM2575, tu ne devrais pas avoir de problème; il faut faire attention aux condensateurs (HF, low esr), et à la self: il faut qu'elle supporte le courant et soit adaptée à ces applications (une simple "choke" aura de fortes pertes).
Si tu veux te la jouer "safe", tu peux employer un linéaire; pour limiter la dissipation, tu peux mettre avant l'entrée une résistance qui laisse minimum 2V de marge de régulation au courant max et pour la tension d'entrée min.
A+

[f6bes]

Bsr,
effectivement avec 24 v au départ pour arriver à 5 v , tu jette 19 volts
à la rue en chaleur.
Soit tu montes le régulateur direct+PATTE THERMO sur le chassis de ton montage.
Mais c'est pas sur que ce soit suffisant, mais il pourra tout de meme évacuer
pas mal de calories.
Ou bien effectivement tu mets plusieurs régulateurs en cascade, si tu ne peux
vraiment pas changer ton transfo 24 v
Cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[toinou]

Merci pour vos réponses !

Si je comprend bien, la mise en oeuvre d'une alimenation à découpage comme le LM2575, par exemple, est plutôt complexe car demandant de dimensionner les éléments entourants (diode, capas, self) de manière très précise ?

il faut faire attention aux condensateurs (HF, low esr), et à la self: il faut qu'elle supporte le courant et soit adaptée à ces applications (une simple "choke" aura de fortes pertes)

Que veut dire low esr ? Et aussi "une simple choke" ?

Donc comme me le propose f6bes, j'ai plutôt intéret à resoudre mes problèmes d'évacuation thermique, c'est ça ?

PS : mon circuit est composé environ d'une 30aine de CI type "HC" donc très faible consomation...
PPS : effectivement, ma contrainte est d'utiliser uniquement le 24V DC...

[Tropique]

Low esr = faible résistance série: ce sont des chimiques adaptés au découpage, souvent avec une T° max de 105 ou 115°C, ou alors des modèles organiques de type "Oscon", p.ex.
Choke: est aux selfs ce que le découplage est aux condos; à part la valeur, les paramètres sont peu controlés, donc dans les applications ou la fonction "stockage d'énergie" de la self est utilisée, il peut y avoir des pertes élevées.
A+

PS: les AN sont bien faites, et si tu les suis à la lettre, tu n'auras pas de probléme.

[f6bes]

Bjr,
Autres solutions de repli:
Au lieu de demander à UN SEUL régulateur 7805 de faire tout le boulot.
Tu pourrais le faire suivre d'un 2N3055.C'est lui qui se taperais tout
le travail .Mais c'est sur, il aura autant d'énergie à dissiper, mais il est tout de
meme conçu pour dissiper plus qu'un 7805
Encore faut il avoir de la place sur ton montage.
Cordialement.

[toinou]

Merci encore une fois au duo de choc !

f6bes, effectivement en regardant la doc du 2N3055, j'ai constaté qu'il peut dissiper 115W, au lieu du régulateur qui lui peut seulement dissipper 300mW... Par contre, j'ai aucune idée de quel montage utiliser pour combiner les deux... Tu peux m'éclairer ? Merci...

[f6bes]

Bjr Toinou,
Tu montes le 7805 de façon classique:
entrée au 24 v, masse, sortie 5 v
découplage par tantale entrée et sortie.
Tu relies la sortie du 7805 à la base du 2N3055,
le collecteur est lui relié au + 24 volts
l'émetteur devient la sortie 5 volts (tu peux
tiere qq ampéres dessus si le transfo et le pont
le permettent.)
Mettre un chimique en sortie (dizaine de volts)
ainsi qu'en sortie du pont (63 volts)
Mettre tout de meme un radiateur (isolé de la masse) au 2N3055.
(Tu peux essayer sans radiateur, si tu ne consommes
pas trop) C'est toi qui verra.
Avant de raccorder au montage, vérifie bien
ton cablage (5volts en sortie du 3055).
Mais je pense que ce conseil est superflu.
Cordialement

[toinou]

Merci F6bes !

Cependant, mes lacunes me poussent à t'embetter encore un peu !
J'ai résumé ce que tu m'as dit sur le schéma attaché... Est-ce correct ? Peut-être qu'un truc m'a échappé car je ne comprend pas comment on obtient du 5V à l'émetteur en mettant du 24V au collecteur et 5V sur la base...

Et par curiosité, pourquoi me conseilles-tu d'isoler le radiateur de la masse ?

Merci pour ta patience...

[f6bes]

Bjr Toinou,
Ton shéma est bien bon.
Ce n'est ni plus ni moins que le prinçipe des alimentations "ballast".
Toute alimentation " ballast" à une tension supérieure en amont, qu'en aval.
Sinon ça ne régule pas.
Le 7805 va limiter à 5 volts la sortie du 3055.

Refroidisseur isolé:Si tu fixes ton 3055 par ses boulons de fixation direct sur le radiateur (ce que je fais toujours: j'évite les micas d'isolation = mauvais transfert
calorifique) et ton radiateur sur le chassis , tu mets ton 24 volts à la masse via
les boulons de fixation.J'isole le radiateur dans ce cas par 2 baguettes (plastique, bois)
Regarde ton schéma tu as bien mis le collecteur au 24 volts.
Cordialment

[Jack]

bonjour,

j'arrive peut-être un peu tard, mais une alim mixte est une solution intéressante:

à découpage tout d'abord pour chuter de 24 à 8V par exemple, puis le 7805 pour la qualité du signal fourni par un régulateur de type linéaire.

A+

[toinou]

Merci à vous tous pour tous ces conseils... Il ne me reste plus qu'à trancher pour une solution !

Cependant, j'ai essayé de faire une estimation de mon courant à fournir par mon alimentation ; j'ai donc regardé les docs de mes CI (74HC123, 112, 21, 08, 04), et parfois la consommation est donnée pour deux états : "active state" et "stand by state" ; que cela veut-il dire ? Quand considérérer l'un ou l'autre des états ?

J'ai donc sommé tous les courants (j'ai pris le plus grand à chaque fois), et j'en ai déduit que mon circuit tirerait à peu près 3mA ; sachant que mon régulateur transforme du 24V en 5V, il devrait donc dissiper : 3mA*19V, plus la puissance dûe au courant d'alimentation : 24V*8mA, soit en tout envriron 240mW, donc inférieur à ce que peut dissiper le boitier seul, c'est à dire plus de 300mW.

Bizzard... Je vais aller faire des mesures de courant demain pour voir s'il n'y a pas un court circuit quelque part...

[Jack]

attention, il ne faut pas uniquement tenir compte que du courant consommé pour le fonctionnement des circuits, mais aussi celui consommé par ta charge, car je suppose que ton montage est destiné à commander quelque chose.

A+

[Tropique]

300mW, ce n'est vraiment pas beaucoup et ça ne vaut pas la peine d'employer une alim à découpage: rien que la puissance de repos va déjà être de cet ordre là. Il suffit que tu utilises un modèle en TO220: à 25°C ambiant, ils peuvent dissiper 2W sans radiateur, donc tu as de la marge.
A+

[toinou]

Jack : en fait, toutes mes sorties sont reliées à des hautes impédances, donc pas de surplus de consomation (à un iota près bien-sûr !)...

Tropique : tu es sûr de ton 2W ? Sur la doc il me semble que c'est 350mW...

En tout cas merci pour tout ! Mais comme on dit : "un problème de résolu, 10 de retrouvés", je vais faire un nouveau poste pour ces nouveaux pb...

[Tropique]

Voir datasheet ST, p.ex.:
http://pdf.alldatasheet.com/datashee...S/L7805AC.html
Rtj-a=50°C/W
150°C-25°C=125°C 125/50=2.5W, donc on y est largement (pour le boitier TO220)
A+

[toinou]

D'accord pour ton datasheet !

Moi j'ai celui du Panasonic, où Thj-a = 178°C/W, ce qui explique notre différence...