Compenser une chute de tension

[Delivereath]

Bonjour à tous,

Je souhaiterai mettre en place une mesure de courant avec un simple shunt. Classique. Néanmoins, l'inconvénient de cette méthode est que le shunt génère une chute de tension qui, dans certains cas, peut devenir non négligeable pour la charge.

De ce fait, je souhaiterai pouvoir compenser cette chute de tension. J'ai fait un premier schéma, voir pièce jointe, qui devrait fonctionner mais je souhaiterai votre avis.

J'utilise simplement un ampli op pour sortir une tension correspondant à la chute sur le shunt. La sortie de l'ampli op va servir de référence à l'accu (source de tension pour le circuit qui va être mesuré). On créé ainsi un offset ce qui permet de retrouver la tension de l'accu sur la charge sans la chute de tension du shunt. Qu'en pensez-vous ?

Merci
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[erff]

Salut

Ton image n'est pas encore disponible, mais dans le cas d'une alimentation, il suffit de mesurer la tension aux bornes de la charge pour l'asservir ensuite, et non entre la charge et la masse.

On en saura plus qud ton schéma sera accessible

[Delivereath]

Ce n'est malheureusement pas le cas d'une alimentation. J'effectue la mesure sur un circuit alimenté par un accu.

[Pierrre]

bonjour

un capteur de courant a effet Hall

A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[DAUDET78]

Si tu précisais la gamme de courant à mesurer, parce qu'il y a des capteurs à effet Hall.
Tu peux aussi alimenter provisoirement ton truc avec une alimentation stabilisée et lire le courant !

[Delivereath]

100uA à 500mA avec choix manuel de la gamme de mesure.

[DAUDET78]

http://web4.lem.com/hq/en/component/.../output_type,/

et tu peux passer ton fil plusieurs fois dans le trou !

[Delivereath]

Intéressant. Mais ça risque d'être compliqué de mesurer 100uA si la précision est de 1% sur la gamme 200mA (qui est la plus petite) même en passant plusieurs fois le fil.

[Tropique]

Ton circuit ne pourrait pas fonctionner: tu as créé une résistance synthétique infinie, ce qui est plutot à l'opposé de ce que tu cherches.
Mais là n'est pas la question: le circuit pourrait être rectifié facilement.
Par contre, il y a une question beaucoup plus philosophique et plus importante: puisque tu disposes de V2 et de V3, pourquoi ne crées tu pas directement la tension correcte à partir d'elles?
La puissance débitée sera la même puisqu'elles doivent débiter la totalité du courant de l'accu pour faire la compensation, ce serait donc plus simple de se passer purement et simplement de l'accu.

[Delivereath]

Non car l'objectif est bien de mesurer le courant fourni par un accu NiMH. Par contre je ne comprends pas la "résistance synthétique infinie".

Et comment corriger le circuit sachant que l'objectif serait de faire débiter le courant à l'accu (le courant venant du système de mesure n'étant là que pour la partie compensée") ?

[invitefae3ce14]

je ne comprends pas la "résistance synthétique infinie".

Je pense que ça vient du fait que ton ampli op va te fournir une tension et du courant en sortie. Sauf que ce courant dans ton shunt va induire une tension plus forte à ses bornes, d'où une augmentation de la tension et du courant de sortie de l'ampli op, d'où ... (je vais m'arrêter là )

Par contre dans mon esprit ça devrait converger si ça fait ça. Mais j'ai peut-être loupé un truc ...

[Tropique]

Non car l'objectif est bien de mesurer le courant fourni par un accu NiMH. Par contre je ne comprends pas la "résistance synthétique infinie".

Et comment corriger le circuit sachant que l'objectif serait de faire débiter le courant à l'accu (le courant venant du système de mesure n'étant là que pour la partie compensée") ?

C'est mission impossible. C'est facile à comprendre par un exemple: tu as un accu de 6V, et la chute de tension dans ton shunt est de 0.2V.
Ton ampli va devoir ajouter 0.2V en série dans le circuit pour compenser. Mais avec le signe du courant, sortant de l'ampli, celui-ci va devoir prendre ce courant de son alim positive, donc de la source de mesure, alors qu'il devrait le reboucler par sa masse.
Il n'y a pas moyen de le faire sans convertisseur ou source auxiliaire de puissance.
La solution la plus simple, pour n'utiliser que des systèmes "passifs" (qui se contentent de dissiper de l'énergie) est par exemple de fixer la tension à 5V, et dissiper l'éxcédent dans un ballast. C'est une alim linéaire.
Mais faire une résistance négative de puissance exige de prendre la puissance quelque part.

[Delivereath]

Ok je comprends mieux. Voici une autre implémentation qui elle devrait fonctionner, voir pièce jointe.

Néanmoins, on se trouve limité dans ce cas là au courant maximum que l'ampli-op peut accepter sur sa sortie (souvent limité à une 20aine de mA). Est-ce qu'il existe un moyen pour contourner cette limitation ?

[DAUDET78]

Tu mets un transistor Darlington PNP avec radiateur en suiveur en sortie de l'ampliOP . Mais il faut que l'alimentation négative supporte le courant de la charge.
Rshunt peut être grand (par exemple 10 ohms 10W donne une tension de -5v pour un courant de 0,5A dans la charge)

[Tropique]

Néanmoins, on se trouve limité dans ce cas là au courant maximum que l'ampli-op peut accepter sur sa sortie (souvent limité à une 20aine de mA). Est-ce qu'il existe un moyen pour contourner cette limitation ?

Le problème n'est pas là. On en revient toujours à la difficulté précédente, parce que l'ampli ne va pas tirer ce courant de la masse, mais de l'alim négative.

[Delivereath]

Le problème n'est pas là. On en revient toujours à la difficulté précédente, parce que l'ampli ne va pas tirer ce courant de la masse, mais de l'alim négative.

Mais si au final la masse de l'alimentation et la masse de l'accu sont communes, est-ce que ce ne sera pas l'accu qui fournira le courant ?

[DAUDET78]

Mais si au final la masse de l'alimentation et la masse de l'accu sont communes,

Et NON ........la masse (je préfère dire le 0V) de ton montage ne retourne pas au 0V de l'accu !

L'accu donne le courant positif à la charge, mais le retour se fait par le Darlington et l'alimentation négative

[Tropique]

Mais si au final la masse de l'alimentation et la masse de l'accu sont communes, est-ce que ce ne sera pas l'accu qui fournira le courant ?

Non, et tu peux t'en convaincre en prenant un cas limite: l'alimentation négative de l'ampli vaut exactement la tension à compenser.
Dans ce cas (et si l'ampli est un rail to rail sorti des manuels scolaires), son transistor de sortie négatif va être complètement saturé, et connecter directement la sortie à la source négative.
On peut donc remplacer cet ampli par une source de tension valant la compensation, et le courant de la charge va devoir y passer avant de retourner vers la masse.
Avant de faire une nouvelle proposition, réfléchis à ce qui y cloche (parce que quelque chose clochera, c'est une certitude...).

[Delivereath]

Effectivement, ça ne fonctionne pas... Mais si un courant circule dans la charge, alors c'est que le 0V de l'accu doit bien se boucler à un endroit ou à un autre avec l'alimentation de l'ampli op sinon aucun courant ne pourrait circuler à travers la charge. Où est-ce que je me trompe ?

Il existe pourtant alimentations avec ampèremètre qui permettent de ne faire que de la mesure de courant avec compensation. Dans ces appareils là, est-ce que c'est une compensation réelle (donc le courant reste fourni par l'accu) ou bien est-ce totalement impossible ?

[DAUDET78]

La mesure du courant est faite en amont de la régulation de tension. Donc la valeur du shunt n'a aucune importance

[Delivereath]

Non ce que je voulais dire c'est certaines alimentations permettent de se connecter en série avec une autre source de tension et de faire une mesure de courant avec compensation.

[DAUDET78]

Regarde le fichier joint ....

[Tropique]

Non ce que je voulais dire c'est certaines alimentations permettent de se connecter en série avec une autre source de tension et de faire une mesure de courant avec compensation.

Tu peux illustrer et/ou préciser, parce que ce n'est pas très clair.
Il y a en gros deux méthodes: la première, de très loin la plus utilisée, est de faire (ou reconstituer l'équivalent d') un échantillonnage aux bornes de la charge: branchement Kelvin, ou similaire.
L'autre suppose de connaitre à priori la valeur de résistance à compenser et crée une résistance négative équivalente.
Il y a aussi des hybrides entre les deux, techniques trois fils p.ex.,
mais je ne vois rien d'autre

[DAUDET78]

Non ce que je voulais dire c'est certaines alimentations permettent de se connecter en série avec une autre source de tension et de faire une mesure de courant avec compensation.

Tu veux parler des alimentations à quatre bornes?
V+, sense+, sense-, V-
Qui permettent de compenser la résistance des fils de liaison

[Delivereath]

La dernière que j'ai utilisé possédait effectement les bornes sense mais si on utilise les bornes V+ et V- pour insérer l'alimentation en série dans un autre circuit et que l'on définit la tension de sortie de l'alimentation à 0V, elle sert uniquement d'ampèrmètre avec compensation.

[Delivereath]

Tu peux illustrer et/ou préciser, parce que ce n'est pas très clair.
Il y a en gros deux méthodes: la première, de très loin la plus utilisée, est de faire (ou reconstituer l'équivalent d') un échantillonnage aux bornes de la charge: branchement Kelvin, ou similaire.
L'autre suppose de connaitre à priori la valeur de résistance à compenser et crée une résistance négative équivalente.
Il y a aussi des hybrides entre les deux, techniques trois fils p.ex.,
mais je ne vois rien d'autre

Mais est-ce que l'une de ces méthodes permet de compenser sans pour autant devenir la source de courant du circuit à mesurer ?

[DAUDET78]

La dernière que j'ai utilisé possédait effectement les bornes sense mais si on utilise les bornes V+ et V- pour insérer l'alimentation en série dans un autre circuit et que l'on définit la tension de sortie de l'alimentation à 0V, elle sert uniquement d'ampèrmètre avec compensation.

Normal ! elle se résume à mon schéma #22 . Mais elle chauffe quand même pour fournir le courant !

[Delivereath]

Normal ! elle se résume à mon schéma #22 . Mais elle chauffe quand même pour fournir le courant !

Mais dans ce cas là, l'accu n'est plus la source de courant... Si je fais donc une mesure avec un accu et une telle alimentation pour la mesure de courant, l'accu ne se déchargera pas vu que le courant sera fourni par l'alimentation, juste ?

[DAUDET78]

Mais dans ce cas là, l'accu n'est plus la source de courant... Si je fais donc une mesure avec un accu et une telle alimentation pour la mesure de courant, l'accu ne se déchargera pas vu que le courant sera fourni par l'alimentation, juste ?

Tu ne piges rien, tu veux rien comprendre, tu es borné ..... bref, je laisse tomber. Un peu de jugeote , bon Dieu, avant d'annoncer des énormités!

Et tu n'as pas lu :

L'accu donne le courant positif à la charge, mais le retour se fait par le Darlington et l'alimentation négative

[Tropique]

Mais est-ce que l'une de ces méthodes permet de compenser sans pour autant devenir la source de courant du circuit à mesurer ?

Il faut soit devenir la source, soit controler celle existante.
Ce qui revient au même, parce que pour reprendre mon exemple précédent, il faudrait que tu arrives à convaincre un accu de 6V nominal de sortir 6.2V.
Pas gagné (ou il faut un controle très persuasif).
Puisque tu utilises LTspice, je te suggères de faire des simus.
Si tu trouves quelque chose en désaccord avec tout ce qui précède, tu nous préviens (mais vérifie bien avant).