5V régulé -> 3.7V régulé

[invite7baf4945]

Bonjour à tous,

Je cherche a remplacer la batterie LiPo 1S (donc 3.7V) d'un appareil par ma propre solution d'alimentation (afin d'étendre l'autonomie). Et je dispose d'une source 5V régulée.
Normalement, je ne pense pas pouvoir simplement placer un regulateur 3.3V, car cela correspond au niveau de shunt de l'appareil pour protection de la batterie. Il faut donc que la tension soit superieure.

Donc je souhaiterai savoir quel montage réaliser pour abaisser la tension de +5V regulé à +3.7 (ou 3.9) plus ou moins régulé (puisqu'on remplace une batterie, dont la tension varie avec le temps et les à coups de conso). Un point important : il faudrait dans l'ideal un bon rendement de conversion.

Par ailleurs, la batterie d'origine dispose de 3 connections :
- le +
- 3.92V lu au voltmètre
- 3.96V lu au voltmètre

Pouvez-vous me confirmer qu'une des 2 masses sert à tirer du courant, et l'autre à la charge de la batterie en cours d'utilisation ?

A priori laquelle des 2 masses doit être utilisée pour l'alimentation de l'appareil ?

Merci d'avance
-----

[invitef57d092a]

Bonjour, une solution pourrait être de prendre un regulateur 3.3V avec une diode serie (3.3+0.6=3.9V ou encore mieux avec une diode spéciale de 0.3V).

Pour ce qui est des masses aucune idée.

[invite7baf4945]

Merci de ta réponse DonGonis,
Pour augmenter la tension avec un regulateur 3.3V, je la placerai ou et comment la diode ???
Et question rendement, ça donnerait quoi le coup de la diode ??
Et si au lieu d'augmenter la tension, je l'abaissai avec 2 diodes (le +5v est deja regulé), ce serait possible également ( 5-2x0.6 = 3.8V ) ? Avec quel impact sur le rendement ?

Merci encore

[invite936c567e]

Par ailleurs, la batterie d'origine dispose de 3 connections :
- le +
- 3.92V lu au voltmètre
- 3.96V lu au voltmètre

Pouvez-vous me confirmer qu'une des 2 masses sert à tirer du courant, et l'autre à la charge de la batterie en cours d'utilisation ?

Dans ces trois connexions, on trouve généralement :
- le +
- le –
- la sonde de température ou le fil de communication vers le circuit de contrôle interne.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitef57d092a]

Pour "ma" solution il faut que tu mette la diode entre la masse du dcdc en entrée et la masse de ton 5V. Du coup tu te retrouve en fait avec 4.4V en entrée de ton dcdc.
Par contre 4V4 ->3V3, il faudra regarder si ton dcdc accepte une si faible entrée. Sinon il te faut un ldo (c'est un dcdc pour les faibles différence de tension entre entrées/ sorties).

Pour ce qui est du rendement mon montage ca sera (si c'est un ldo) 0.9* 4.4/5 donc env 0.79
Pour le tiens 3.8/5 soit 0.76

Si cette différence n'est pas critique ta solution est bien plus simple.
Si tu veut mieux en rendement il te faut un régulateur ajustable.

[invite7baf4945]

Ok, merci Pascal,
J'ai vérifié que l'une des 2 masses était bien relié au reste de l'électronique : par exemple, la masse de l'usb est bien reliée à l'une des 2 masses, qui, si je te suis bien , est donc le - d'alimentation (3.96V).
Donc l'autre masse serait en fait reliée au circuit interne (de charge, vue la tension lue de 3.92V ?). Si je le laisse en l'air et que je réalise l'alimentation de l'appareil via le + et le -, ça devrait être bon alors ?

Merci à tous les deux

[invite936c567e]

Dans les applications où la tolérance sur les tensions est serrée (ici on parle de dixièmes de volts), c'est une mauvaise idée que de vouloir utiliser des diodes. En effet, les chutes de tension réalisées vont dépendre du courant et de la température.

Si l'on peut obtenir 0,6V par diode dans des conditions fixées à un moment donné, cette tension variera forcément, et dans de grandes proportions. Un coup de chaud ou une baisse du courant, et cette tension chute. Un coup de froid ou une augmentation du courant, et elle monte.

( Source Fairchild )

Pour obtenir une tension précise, il n'y a qu'une solution viable : la régulation à l'aide d'un circuit idoine. Pour les valeurs peu courantes, il existe des régulateurs ajustables.

[invite7baf4945]

Ok, merci je vois mieux le pourquoi du comment de ta solution !
Mais pendant que j'y pense : sur mon appareil (que je n'ai pas démonté), le regulateur doit donc être un LDO comme celui dont tu me parles... Typiquement quelle est leur plage d'entrée ? Parce que si c'est possible d'y mettre 4.4 V (une seule diode), du coup le rendement sera de 4.4/5 = 88%, ce qui serait pas mal non ? Voir même directement 5V après tout on ne sait jamais ??
Si je démonte l'appareil, il y a une chance que je trouve la ref du composant ?

[invite936c567e]

Donc l'autre masse serait en fait reliée au circuit interne (de charge, vue la tension lue de 3.92V ?). Si je le laisse en l'air et que je réalise l'alimentation de l'appareil via le + et le -, ça devrait être bon alors ?

Comme on ne sait pas ce que c'est (sinon que ce n'est pas une « masse »), on ne peut rien dire a priori.

On peut la laisser en l'air s'il s'agit d'une sonde de température passive, mais il faudrait s'en assurer.

[invite7baf4945]

Wouaa ! Ca fuse les réponses ici !
Du coup j'attends de pouvoir consulter ta pièce jointe Pascal ! Tout dépends de l'ordre de grandeur de la variation : si elle est globalement de l'ordre de grandeur de ce que l'on peut constater sur une batterie normale en utilisation, ce n'est peut être pas si grave (arrétez moi si je me trompe, hein, je spécule !!!). Ensuite, si il suffit d'ajouter un composant à 0.5€ pour être tranquille, effectivement, c'est peut être pas la peine de se prendre la tête avec un montage un peu risqué pour l'appareil.
Pour un courant de 1A max, combien me couterait un regulateur de ce type (à peu près) ???

Merci encore à tous les deux

[invite7baf4945]

Comme on ne sait pas ce que c'est (sinon que ce n'est pas une « masse »), on ne peut rien dire a priori.

On peut la laisser en l'air s'il s'agit d'une sonde de température passive, mais il faudrait s'en assurer.

Ok. Ce que je peux dire de plus, c'est qu'il est possible de charger la batterie tout en utilisant l'appareil, ce qui supposerait un circuit de charge + un circuit de décharge ???
Admettons que ce ne soit pas une sonde de temperature passive, quel serait le problème à la laisser en l'air ? Je veux dire, est ce que je risque de tout cramer, quoi ??

[invitefaaca50b]

vu que c'est du LiPo, et que bricoler du LiPo est assez risqué, je ne saurai que te conseiller de regarder du coté des circuits dediés de supervision de charge pour batteries LiPo. A la moindre fausse manip, boum. alors gaffe avec ca...

[invite7baf4945]

Merci à tous de votre aide !
Pour répondre à Franck : mon but est bien de remplacer ma batterie par mon propre circuit. Et donc, pas de batterie, pas d'explosion !
Ceci dit, ce n'est pas une raison pour faire n'importe quoi, je suis bien d'accord, d'ou mes questions !

[invitefaaca50b]

si ton appareil possede une prise de charge (qui charge par exemple avec un bloc 6, 9 ou 12V a voir sur le bloc), plutot que de bricoler le connecteur du bloc accu, tu te branche avec un pack batterie sur la prise de charge, et comme ca, moins de contraintes sur la tension........

[invite7baf4945]

Oui Franck, c'est effectivement une solution possible, mais il y a quelque chose qui me gène :
la recharge de la batterie se fait via un port USB (c'est une Gopro Hero HD), donc en théorie, comme j'ai du 5V régulé à disposition, il me suffit de brancher ma source de 5V, tout en maintenant ma batterie en place, et j'aurai donc un surcroit d'autonomie, tout en respectant le schéma prévu par le constructeur, c'est le moins risqué (non ?), mais :
- j'aimerai retirer la batterie définitivement pour gagner du poids et n'avoir qu'une seule batterie a gérer (celle à l'origine du 5V)
- et surtout, le port usb est également utilisé pour télécharger les données depuis la carte SD : donc si je branche le port USB à mon PC pour cette utilisation, il faudra penser sans faute à débrancher ma source de 5V régulée avant, sinon je crame tout, non ??? L'erreur finira par arriver car je suis tete en l'air...

Alors je me suis dis qu'après tout, le schéma du constructeur prévoyait globalement 3.7V sur les contacts + et - de la batterie (ente 3.3 et 4.2 pour une batterie 1S LiPo) et que je pourrais très bien fournir une tension régulée de cet ordre de grandeur (disons 3.7V) sur ces contacts et que la Gopro n'y verrait que du feux... Au passage, merci à Pascal, son graphique montre que c'est tentable avec 1 ou 2 diodes, vu la plage de 3.3 à 4.2v.

Mais en fait il possible que je fasse une erreur : car quand je brancherai mon USB pour communiquer avec la Gopro, celle ci va essayer de recharger mon 3.7V (j'ai branché l'usb en enlevant la batterie, et mesuré la tension sur les 3 contacts d'insertion de la batterie, et je trouve :
+4.14V entre le + et le -
0v sur le contact central


Etant donné que coté batterie on mesure sur ce 3eme contact la tension de la batterie - 0.05V, est-il possible que la gopro tire son courant de ce contact et que l'autre soit utilisé uniquement pour la recharge ? Auquel cas je branche mon +3.7V sur ce contact central et je laisse le + en l'air ??

Tous vos avis sont les bienvenus ! En sachant que je suis majeur, vacciné et que si ça se transforme en feux de joie, ça ne regarde que moi bien sur !

Ici on voit la Gopro en petite tenue :
http://www.advrider.com/forums/showthread.php?t=587987

Merci de votre aide

[invite7baf4945]

Je m'autocensure à propos des 3 contacts. Comme on peux le voir ici, et comme Pascal le disait, il s'agit surement d'un +, d'une masse, et d'autre chose (vous me direz, on avance...), cette autre chose étant très probablement une thermistance coupant le courant audela d'une certaine valeur.
Quelqu'un est-il affirmatif sur le fait qu'une thermistance de batterie montrera toujours une tension à ses bornes légérement inferieure à celle du + ? Personnellement, j'ai pu vérifier sur toute mes batterie de portables 1S : 3 contacts dont un + et un avec une tension légèrement inférieure.

http://photocerfvolant.free.fr/phpBB...t=2144&start=0

[invitefaaca50b]

pour ton probleme d'usb, il suffit d'un boitier HUB USB modifié ou on garde le cable USB et un connecteur pour brancher au boitier, et on rajoutee deux diodes pour alimenter en meme temps le boitier avec l'alimentation et l'usb sans risquer de retour... et on tire un cable vers la source de 5V exterieure...
ou sur un bout de plaque a pastille: 1 embase USB + cable USB coupé qui est soudé dessus, les diodes et un bout de cable qui va vers le bloc alim exterieur. comme ca, plus aucun risque...

[invite7baf4945]

Bonjour Franck,

J'ai beau lire et relire ton message, je ne comprends pas ton montage, et surtout comment est ce qu'il est possible d'empecher le retour lors de la connexion simultanée de l'usb pour communiquer avec la camera, et de la source +5V (disons par mégarde...).
Pourrais tu me l'expliquer autrement stp ???

Merci d'avance, parce que comme tu sembles avoir une solution, j'aimerai bien comprendre !

[bobflux]

Ce n'est pas une batterie LiPo mais une LiIon d'après les photos.

Tu peux fournir une tension de 4V sur les contacts batterie (en enlevant la batterie, bien sûr) et cela devrait fonctionner. Ça marchera sûrement avec 3.3V aussi.

Il ne faut certainement pas générer cette tension depuis le 5V avec des diodes ! Utilise un vrai régulateur, il va te falloir un LDO, il en existe des quantités.

Pour empêcher le retour de courant via le port USB, une diode schottky suffit, à mettre avant le LDO.

[invite7baf4945]

Merci Bob !
Effectivement, il est bien marqué Li-ion sur la batterie (quand je dis que je suis distrait...). C'est juste que j'avai mesuré une tension de charge de 4.2V et j'en avais deduit que c'etait une LiPo... arpain_de_silicium:

Donc je place une diode Schottky pour proteger mon LDO (sur quelle caractéristique je la choisie la diode : tension de seuil la plus basse possible ?), de façon à ce que le courant ne puisse pas circuler si :
Tension provenant de l'USB (Tc = circuit de charge) > Tension LDO (disons +4.2V). C'est bien ça ?

Car le truc, c'est que je n'aurai jamais du Tc = +5 coté USB, mais bien une tension variable dépendant du circuit de recharge de la batterie.
Entre temps j'ai réalisé quelques tests pour me confirmer quelques éléments, et je me suis renseigné sur la recharge des batteries lithium. En me basant la-dessus :
http://batteryuniversity.com/learn/a..._ion_batteries
J'ai pu mesuré Tc (aux bornes de la batterie), entre 4.08V (début de charge), et 4.2V (fin de charge).

Sinon, la théorie nous dit qu'en fin de charge, lorsqu'il n'y a plus de courant qui circule, la charge est stoppée. Donc du coup le fait de mettre la diode reproduirait artificiellement cette condition, non ?

Contact batterie + ---- Diode ---- +4.2V LDO --- +5V
Contact batterie Thermistance ---- R=10Kohm ---- GND
Contact batterie - ----- GND

Ca peut marcher ça ?? Le circuit de charge mesurera ce à quoi il s'attend lorsque la batterie est pleine, et coupera automatiquement la charge ?

Car je mesure 9.8Kohm entre le contact T et la masse de la batterie à 20°C (comme le suggerait Pascal), je place arbitrairement une resitance 10K (ça fera illusion ?).

Merci à tous, ça commence à s'éclaircir !

[invitefaaca50b]

quand je parlais de mettre des diodes, je voulais parler de diodes a tension de jonction la plus faible possible dans le buit d'empecher des retours de tension vers les appareils en amont... en hydraulique, ca correspond a des clapets anti retour...

[invite7baf4945]

D'accord Franck : la tension de jonction, c'est la tension de seuil c'est ça ? Tu les mettrais ou alors les 2 diodes ?
La première comme dans mon schéma ?

[bobflux]

> sur quelle caractéristique je la choisie la diode : tension de seuil la plus basse possible

il faut que : (5V - tolérance de 0.5V - seuil de la diode au courant max demandé - dropout du LDO au courant max demandé) > 3.7V

le courant max demandé ne doit pas être énorme si la caméra arrive à tirer 5h de sa batterie 1100mAh, partons sur 500mA histoire d'être sûr d'être dans les clous.

donc prends par exemple une diode schottky 1-2A qui aura un seuil de 0.3-0.5V et un LDO de 1A qui aura un dropout de moins de 0.3V à 500mA...

5 - 0.5 - 0.5 - 0.3 = 3.7V

avec un bon condensateur de lissage à la sortie (des fois que la caméra prenne des pics de courant)

soit dit en passant, tu peux remplacer la schottky par un PMOS, tu économiseras sur la tension de seuil...

Si la caméra essaie de charger sa batterie alors qu'il y a pas de batterie, elle enverra du courant dans la diode en sens inverse, donc la diode sera bloquée, et il ne se passera rien. D'ailleurs, j et econseille de ne rien connecter à la 3è pin (le présumé thermistor) car si la caméra fonctionne sans batterie (juste alimentée par l'USB), je suppose qu'elle détectera l'absence de batterie et donc coupera le chargeur...

[invite7baf4945]

Ok Bob,

J'ai bien suivi ton raisonnement, mais je ne comprends pas l'essentiel : pourquoi > à 3.7V ? Tu pars du principe que je choisi un LDO 3.3V pour alimenter le boitier, et que je dois l'alimenter au dessus de 3.7V, c'est ca ?

Sinon, j'ai essayé d'alimenter la caméra uniquement avec l'usb, batterie debranchée, donc 3eme contact Thermistance en l'air : elle refuse de démarrer l'enregistrement (mais elle supporte la lecture de carte SD), donc je suppose qu'il va falloir lui fournir quelque chose sur cette papatte... Une resistance 10K avec la masse, ça peut poser un probleme quelconque ?

Merci encore à tous

EDIT : je confirme que la camera tire 400mA lorsque batterie pleine et 900mA lorsqu'elle est dechargée

[bobflux]

> pourquoi > à 3.7V

tu peux mettre 3.3V aussi, ça devrait marcher (une batterie LiIon à 3.3V a encore un peu de jus)

mais

> la camera tire 400mA lorsque batterie pleine et 900mA lorsqu'elle est dechargée

donc tu as intérêt à l'alimenter avec la tension la plus élevée possible pour réduire la consommation et les pertes (la caméra doit contenir un convertisseur à découpage).

http://search.digikey.com/scripts/Dk...726-ADJE/SN-ND
http://search.digikey.com/scripts/Dk...T-ADJE/DCCT-ND
http://search.digikey.com/scripts/Dk...826-ADJE/ET-ND
http://search.digikey.com/scripts/Dk...-SPG-13DICT-ND
http://search.digikey.com/scripts/Dk...=497-7792-6-ND

etc

[invitea3c675f3]

Tous les systèmes sur batterie ont une assez large plage de fonctionnement ; ce que Neoirto semble confirmer en parlant de 3,3V à 4V sur sa batterie.

3,7V est la tension d’une Lipo chargée (à la louche) qui est 1,4V sous la tension de 5V et 1,4V ça sonne comme deux fois 0,75V, tension de déchet d’une diode silicium.

D’où ma suggestion : tu mets deux 1N4004 en série entre ton 5V et la connexion batterie et tu envoie la facture à Futura si ça pète !

[invite7baf4945]

Nickel les références ! C'est tout à fait ce que je recherche.
Ceci dit je ne suis pas sur de bien comprendre le schéma que tu me conseilles... re

Est-ce :
( Tcont = Contact batterie +) ---- ( Diode ) ---- ( +Tl Volts LDO ) --- ( +5V )
On est d'accord que la diode est entre le contact et la sortie du LDO ?

En sachant qu'une cible intéressante, comme tu dis pour le rendement, ce serait Tcont = 4.2V max, en plus ça correspond à la tension max d'un élément liion et le circuit de charge de la caméra n'enverra pas de courant (même si la diode est la au cas ou bien sur).

Du coup il faudrait que je règle mon LDO pour une sortie Tl :
Tl = Tcont (4.2) + Tseuil (=0.5) = 4.7V

Et les variations de mon +5V régulé en amont du LDO, du coup j'en tiens compte ?

Dis moi si je me trompe, stp ???

[invite7baf4945]

Mouaif Louloute... Merci de ta réponse !
Au début j'étais près a tenter un truc dans le genre, mais apparemment c'est un rien risqué quand meme, et j'ai moyennement envie de cramer 300€ dans l'affaire. Ensuite, si futura veux subventionner mes feux de joie, pourquoi pas !

[invitea3c675f3]

J’ai cru comprendre que tu as comme source de tension un 5V régulé et que ta charge alimentée normalement par une Lipo 3,7V consomme jusqu’à 900mA.

Il me semble qu’avec deux diodes de redressement en série entre ton alim 5V et ta charge 3,7V ça devrait fonctionner.

[invitea3c675f3]

Je n’ai pas dit que Futura subventionnera, j’ai juste dit que tu peux leur envoyer la facture !