Calcul snubber sur puissance PWM

[Forhorse]

Bonjour à tous,

Je travaille actuellement sur un circuit permetant de faire varier la puissance dissipée par une résistance alimentée par une batterie.
C'est une batterie 24V, la resistance de charge fait environ 0.6ohms (soit environ 1000W dissipé)
Pour ce faire je vais commander des NMOS en PWM de 0 à 100% sous une frequence de 15kHz (voir schéma joint)
Sur le prototype ça marche très bien (mais avec un charge de seulement 60W) par contre quand j'observe le forme du courant je vois beaucoup de perturbations. J'aimerais donc avoir votre avis sur la fiabilisation de ce montage et les filtrages à mettre en place.

Je pense mettre une self de choc sur l'entrée, mais trouver une telle self pour plus de 40A c'est pas evident. Des pistes ?
Je sais aussi qu'il faudrait mettre un montage snubber en parrallèle aux MOSFETs, mais quel valeur de RC mettre ? (comment calcule t-on ce genre de circuit ?)
Et faut-il en mettre un seul pour l'ensemble des transistors, ou est-il préférable d'en mettre un par transistor (dans ce cas je suppose que la valeur de RC ne seront pas les mêmes)

Merci d'avance
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[Antoane]

Bonjour,
Tu commandes une résistance, le courant devrait donc être "bien propre comme il faut". Le snubber est selon moi inutile, on l'utilise plutôt pour des charges inductives. Le problème vient plus probablement du système de commutation. Le driver utilisé a une sortance de 500mA, chaque mos une capacité de gate de 12nF, soit 36nF au total. Charger/décharger 36nF sous 15kHz n'est pas aisé, d'autant plus sous de tels courants.

AMHA, la première chose à faire est de bien soigner le câblage (fils courts, pas de boucles de courant), améliorer la commande (Maxim , pour ne citer que lui, fait des driver bien plus costauds), et, à moins qu'il y ai un impératif particulier, diminuer la fréquence de découpage.
Sauf si la résistance est inductive, la diode est inutile.
Peut-être choisir des mosfet à plus faible Rds(on), tel le IRF1405, IRF1010N...

Culture personnelle : C'est quoi comme résistance ? quelle application ?

http://www.irf.com/product-info/data...ta/irf3710.pdf
http://ww1.microchip.com/downloads/e...Doc/21389c.pdf

[erff]

Bonjour,

Pour savoir comment calculer un snubber, je t'invite à regarder ici (voir le début des annexes en bas de page).
http://uuu.enseirb.fr/~dondon/puissa...ALIMBoost.html
C'est l'exemple d'un boost, mais ça permet de bien cerner le principe

Mais comme le dit Antoane, je ne sais pas ce que ça va apporter dans ton cas, car tu n'as pas l'inductance de lissage (après c'est peut être celle des câbles de connexion qui entre en jeu...)

[Forhorse]

Sur une lampe à incandecence, lors de mes tets, c'était loin d'être "propre" mais bon, on peut supposer qu'a 15kHz, un filament de lampe présente une composante selfique suffisante pour perturber un peu la forme du courant.
Au final c'est pour alimenter une grosse ressistance du genre fil resistif enroulé sur un mandrin de ceramique dans un premier temps, puis un termoplongeur dans un second temps.

Le choix du driver s'est fait un peu par défaut, c'était pas mon premier choix (c'était le troisième en fait) Au départ je voulais mettre un MC34152 mais aucun des fournisseurs habituels (Radiospares et Farnell) ne l'avaient avant mis janvier. Donc je fais le test avec un TC1410N et je verrais bien comment ça roule.

Le choix du transistor s'est aussi fait un peu au pif en fonction de ce que j'avais en stock. J'avoue ne pas avoir epluché du tout les catalogues pour en trouver un plus performant. Je vais regarder ceux que tu me proposes.

La frequence de decoupage n'est pas critique, je voulais eviter d'être trop bas pour tomber dans les frequences audibles (même si à 15kHz je suis pile dedans, mais c'est la frequence maxi que peut actuellement sortir mon generateur PWM)
Au depart je tournais à 1Khz, je vais peut etre redescendre à cette valeur finalement.

N'empêche, pour ma culture perso, et pour être sûr de bien "blinder" mon montage, j'aimerais quand même avoir plus au moins une methode pour calculer et dimensionner la valeur de ce snubber.
Que ce soit par de grandes formules literrales (mais je suis nul en math, va falloir tout expliquer en détails) ou par une methode plus "pifometrique"

[A voir en vidéo sur Futura]

[Antoane]

La frequence de decoupage n'est pas critique, je voulais eviter d'être trop bas pour tomber dans les frequences audibles (même si à 15kHz je suis pile dedans, mais c'est la frequence maxi que peut actuellement sortir mon generateur PWM)
Au depart je tournais à 1Khz, je vais peut etre redescendre à cette valeur finalement.

Puisque c'est possible, autant descendre la fréquence de découpage : les systèmes thermiques ont une inertie suffisante pour que tu puisse sans problème descendre à 0,1Hz. A cette fréquence, n'importe quel driver suffirait, les pertes par commutation n'arrivant pas souvent.

[Forhorse]

Ouais c'est sûr, quand on cherche à reguler la puissance de chauffage. Hors c'est pas le but premier ici...
Je cherche avant tout à dissiper un surplus d'energie (sous forme thermique donc) afin de reguler une tension.
Donc même si la frequence de decoupage n'est pas critique, il faut qu'elle ait quand même une valeur minimale pour assurer cette regulation.
A 10Hz ça doit encore le faire, mais à 0,1Hz je pense que ça devient critique

[Antoane]

Quelques petites explications sur l'ensemble du projet ?
Que faut-il réguler, pourquoi, d'où vient l'énergie....


PS : "The urgent is done, the impossible is on the way, for miracles expect a small delay"

P²S : Everything schould be as simple as possible but not too simple Einstein

[Forhorse]

le reste du projet n'est pas important par rapport à la question de ce sujet. Ce n'est que du "courant faible" la partie puissance est à 100% sur le bout de schéma que j'ai donné.

Mais bon, puisque ça t'interesse je vais en donner la totalité des détails.
En fait c'est un regulateur de charge de batterie mais d'un type particulier puisqu'il travail en diversion. Le but étant de reguler la charge de la batterie en laissant le generateur debiter tout ce qu'il peut.
Le générateur en question est une éolienne (aerogenerateur) et une éolienne DOIT rester en charge, on ne peut pas couper le courant quand la batterie est chargée comme avec d'autre générateur. La seule solution c'est donc de devier le surplus d'energie ailleur (une autre batterie ou une charge resistive)
C'est le but de ce montage.

ça existe tout fait dans le commerce, mais c'est relativement couteux pour ce que c'est et j'avais envie de le faire moi même.
Et c'est surtout un permier essais avant de passer à un regulateur du même genre mais qui realiserait une adaptation d'impedance.

[bobflux]

Donc, si le truc pète, l'éolienne risque d'avoir des problèmes.

Personnellement je mettrais plusieurs résistances, chaque MOSFET ayant sa propre résistance. Comme ça, si une résistance (ou un MOSFET) claque, le système continue de fonctionner.

Mettons 10 résistances de 120W, chacune prenant 5A max, et chacune avec son MOSFET, tu n'as besoin de PWM qu'une seule résistance, les autres seront seulement en tout ou rien. Par exemple pour dissiper 22.5A, tu mets 4 résistances à 100% et une en PWM à 50%.

Note que ton éolienne a une énorme inductance donc si tu branches une résistance en PWM directement à la sortie du redresseur, tu risques d'avoir des problèmes, lorsque le MOSFET coupe le courant dans la résistance, l'inductance de l'éolienne ne sera pas d'accord du tout, donc tu auras un gros pic de tension. Il sera un peu absorbé par les condensateurs de lissage (si ils sont suffisamment gros) mais aussi par les autres résistances qui ne sont pas commutées en PWM...

Donc en utilisant N MOSFETs et N résistances, le courant qui est commuté est divisé par N, ainsi que les parasites générés, la taille du snubber, l'inductance de lissage, le pic de tension à la fin de chaque période de PWM, etc.

[Forhorse]

Et sinon personne pour répondre à ma question ?
Si par exemple je met 10 ohms et 1µF aux bornes de chacun des mosfet ça fait quoi ?

[Antoane]

Cf le lien donné par Erff, post 3.

Dissiper 1kW si durement (et chèrement) produit par une éolienne me parait une gageure.
Si c'est vraiment nécessaire, l'idée de Bobfuck semble la meilleurs : plus de sécurité et moins de problèmes de commutation.
Ne serait-il pas plus avantageux (usure mécanique) de bloquer l'axe de l'éolienne lorsque l'électricité produite n'est pas utilisée ?

[Forhorse]

Bon et disons que je veux piloter un moteur 24VDC de 1Kw ?

J'ai bien suivit le liens donné par Erff mais je comprend rien, mon niveau en math est trop faible.
Il me faut les formules ET des exemples avec les valeurs concrettes.

[bobflux]

Dissiper 1kW si durement (et chèrement) produit par une éolienne me parait une gageure.

Au pire l'hiver ça chauffe la baraque ! Remplace les résistances par des halogènes, tu auras le chauffage et l'éclairage en prime.

Pour snuber correctement, tu regardes ton circuit avec le MOSFET bloqué, tu regardes Cds dans la datasheet, tu remplaces (mentalement) le MOSFET bloqué par une capa de valeur Cds, et tu as donc un circuit RLC... C = Cds (les autres capa en série sont assez grosses pour les négliger) ; R = ta résistance, L = inductance parasite... tu calcules le snubber pour avoir un bel amorti...

Plus prosaïquement, tu mets un 100nF et un potar en série, et tu tournes le potar jusqu'à ce que la trace sur le scope se calme.

[Forhorse]

Plus prosaïquement, tu mets un 100nF et un potar en série, et tu tournes le potar jusqu'à ce que la trace sur le scope se calme.

Ok c'est empirique, mais moi ça me convient bien. Parce que les calculs de circuit RLC... oulà c'est loin
Merci