Modifcation d'un convertisseur 24V-230V

[Forhorse]

Bonjour à tous,

Je m'attaque à un projet qui me trotte dans la tête depuis un moment, et comme c'est un peu spécifique j'aimerais quelques avis et conseils.

Avant toute choses j'explique le contexte :
J'ai ce que on appel "un site isolé" alimenté en électricité uniquement par des panneaux solaires et une petite éolienne. Le problème c'est qu'il me faut un regulateur de charge pour l'éolienne, ce genre de régulateur à pour but de dissiper le surplus de production de l'éolienne afin que la tension des batteries ne dépasse pas un certain niveau.
Traditionnellement la dissipation de ce surplus ce fait dans une simple résistance de puissance qui sert "à chauffer les oiseaux"

Moi j'aimerais mettre à profit ce surplus d’énergie pour chauffer de l'eau (j'ai un classique cumulus de 200l et sa résistance en 230V). A mon sens il existe 3 solutions :
- Utiliser un thermoplongeur en basse tension en lieu et place de celui d'origine (simple mais pas bon marché ni facile à trouver, et pas "fun")
- Utiliser le thermoplongeur d'origine alimenté par l'onduleur de l'installation via à variateur permettant de moduler la puissance de chauffe et donc la quantité d’énergie à dissiper.
- Modifier un convertisseur de tension pour que sa puissance de sortie soit variable.

Comme je dispose justement d'un convertisseur 24V-230V "pseudo sinus" cramé (made in china très mal conçut) je me suis mit dans l'idée de m'en servir de base. L'idée étant simple, une résistance n'ayant pas besoin d'être alimenté en alternatif, je vais déjà soulager ce convertisseur de la partie onduleur pour ne garder que l'étage primaire élévateur de tension. J'envisage de récupérer les transformateurs et de refaire une carte à ma sauce.
La question est donc de modifier ce primaire et sa commande pour obtenir une tension continue variable en sortie, ou en tout cas une puissance variable.

Le relevé de schéma est le suivant

Les signaux de commandes des MOSFET sont fournit par un CI dont la référence à été gratté (mais ça c'est pas un problème, je vais le remplacer par un micro-contrôleur)
Une mesure à l'oscillo m'indique que cet étage fonctionne à 50Khz pour une phase complète.

La question est donc la suivante :
Comment faire varier ma puissance en sortie ? est-ce qu'un simple PWM appliqué à la commande des MOSFET est suffisante ?
Faut-il avoir en même temps une variation de fréquence ?
Le circuit de puissance est-il adapté pour travailler en PWM ou faut-il y ajouter des protections ? (Ce convertisseur à cramé 2 fois, à chaque fois au primaire, signe d'une mauvaise conception/protection, j'aimerais autant que possible le fiabiliser un peu)

Merci d'avance.
-----

[nornand]

bjr
la piece jointe n'est pas encore visible
1°/ par contre je te met en gare des suite sur la régulation de l'éolienne on gere la survitesse d'une éolienne par une mise en court ciruit sur une charge .... donc tu as interrré a vraiment savoir ou tu vas si tu demontes ce systeme pour le remplacer par un autre , tu risques de retrouver les pales de ton moulin a 500 m plantées dans un champ.
2°/ il te faut également une régul de charge sur le paneau solaire
3°/ achète un convertisseur pure sinus tu gagneras en rendement (je sais c'est cher ..... En France )

fini

[invitee05a3fcc]

Tu règles le PWM pour faire varier la puissance transmise. Mais ton convertisseur d'origine sortait du AC ?50 Hertz ? donc ton transfo ne fonctionne pas à 50Khz

[Forhorse]

bjr
la piece jointe n'est pas encore visible
1°/ par contre je te met en gare des suite sur la régulation de l'éolienne on gere la survitesse d'une éolienne par une mise en court ciruit sur une charge .... donc tu as interrré a vraiment savoir ou tu vas si tu demontes ce systeme pour le remplacer par un autre , tu risques de retrouver les pales de ton moulin a 500 m plantées dans un champ.
2°/ il te faut également une régul de charge sur le paneau solaire
3°/ achète un convertisseur pure sinus tu gagneras en rendement (je sais c'est cher ..... En France )

fini

1 - Actuellement l'éolienne n'a aucune régulation. Je dois en mettre une en place avant que la période de grand vent arrive. Pour l'instant, le peu qu'elle fournit au regard de la capacité de batteries ne nécessite aucune régulation. Mais par sécurité je vais en mettre une.
Pour info l'éolienne est donnée pour 1000W maxi, la capacité de batteries est de 530Ah
Le "record" de production de l’éolienne est de 480W lors de pics très courts et peu fréquents, avec une moyenne à même pas 50W
2 - Les panneaux solaires ont déjà leur propre régulation MPPT. Mais comme tu le sais sans doute la régulation pour du PV et pour de l'éolien n'a strictement rien à voir. Alors qu'on se permet sans problème de laisser un panneau "à vide", il faut l’éviter absolument sur une éolienne. C'est le bout de cette régulation, laisser l'éolienne tout le temps en charge, mais en déviant l’excès d’énergie produite pour ne pas surcharger les batteries.
3 - J'ai déjà le convertisseur pur sinus depuis un bon moment. Celui-ci que je compte modifier est une épave qui traine dans la cave depuis très longtemps.

[A voir en vidéo sur Futura]

[nornand]

ok tu sais de quoi tu parles , bonne chance pour tes montages !

[Forhorse]

Tu règles le PWM pour faire varier la puissance transmise. Mais ton convertisseur d'origine sortait du AC ?50 Hertz ? donc ton transfo ne fonctionne pas à 50Khz

D'origine le convertisseur sortait du 230V 50Hz "carré" oui.
Mais si, ces transfo doivent fonctionner à 50kHZ. Ce n'est pas à toi que je vais apprendre le fonctionnement de ce genre de convertisseur.
Il y a d'abord un premier étage élévateur de tension (le schéma posté plus haut) chargé de transformer la tension d'entrée (ici du 24V) en un courant continu haute tension (230V ? 300V ? 325V ? j'en sais rien, l'appareil étant HS j'ai pas pu faire de mesure)
Ensuite, un second étage (un pont en H) est chargé de transformer ce courant continu, en courant alternatif 50Hz 230V efficace.

Dans ce projet, je vire le second étage car j'ai pas besoin de courant alternatif. Du continu ira très bien.
Dans une certaine mesure, je me demande même si le redresseur en sortie de l’élévateur est bien nécessaire, mais transporter un courant à 50kHz ça risque de rayonner pas mal...

[invitee05a3fcc]

D'origine le convertisseur sortait du 230V 50Hz "carré" oui.
Mais si, ces transfo doivent fonctionner à 50kHZ. Ce n'est pas à toi que je vais apprendre le fonctionnement de ce genre de convertisseur.

Les bas de gamme font du 50Hz carré par découpage du primaire. Si il y avait un pont en "H" derrière, le transfo est probablement à H.F. Par contre, vu sa complexité, le convertisseur devait sortir du sinus ...

je me demande même si le redresseur en sortie de l’élévateur est bien nécessaire, mais transporter un courant à 50kHz ça risque de rayonner pas mal...

Passe en DC ... sinon, tu ne vas plus écouter ta radio favorite !

[Forhorse]

Les bas de gamme font du 50Hz carré par découpage du primaire. Si il y avait un pont en "H" derrière, le transfo est probablement à H.F. Par contre, vu sa complexité, le convertisseur devait sortir du sinus

Hé non, malgré tout c'est un bon vieux "carré". Il n'a jamais été vendu comme un convertisseur "sinus" en plus vu le circuit qui gère le pilotage du pont de sortie (KA3525A http://www.fairchildsemi.com/ds/KA/KA3525A.pdf) je doute qu'il soit en mesure de produire du sinus.
Mais bon, c'est pas la question de toutes façons.

...Passe en DC ... sinon, tu ne vas plus écouter ta radio favorite !

Ouais, c'est bien ce que je pensais ! Et sans parler de radio, j'ai quelques appareils électroniques là bas que j'aimerais pas trop perturber.
Merci pour l'avis.

[invitee05a3fcc]

Par contre ton transfo, c'est de la tôle feuilletée ou de la ferrite ?

Le KA3525A, bien piloté par un µC, peut générer un ratio variable qui te donne, après filtrage, du sinus 50Hz à partir du carré de sortie

[Forhorse]

Y'a pas de µC dans ce convertisseur, c'est vraiment un truc de base !

Les transfo sont en ferrite (ils sont au nombre de 4) de même type que ceux que l'on rencontre dans une alim à découpage, mais en plus gros.
Je ferrais une photo quand les piles de l'appareil seront rechargée.

[Forhorse]

Pour générer mes signaux de commande je compte utiliser un PIC18F2331 qui intègre un "Power Control PWM module" à 6 sorties.
J'aimerais, à l'aide de ce module (car il à l'air fait pour ça) générer 2 signaux PWM déphasé de 180°
Pour l'instant mes essais sont non concluant.
J'arrive à fixer la fréquence de sortie, le rapport cyclique et ajouter éventuellement une bande morte.
Mais j'ai soit une sortie qui est le complément de l'autre (si j'ai un rapport cyclique faible sur une sortie, il est fort sur l'autre) soit deux signaux en phases. Ce qui ne convient pas à la résolution de mon problème.

Quelqu'un ici a t-il déjà utilisé ce module pour générer des signaux PWM "complexe" ?
Je suppose que je dois utiliser 2 canaux de ce module et jouer sur les bits d'override par le biais d'interruption. Quelqu'un pour confirmer ?
Sinon, si vous avez un liens vers un document qui expliquerais plus en détails le fonctionnement et les possibilités de ce module je suis preneur. La datasheet décrit tout les registres et leur fonction, mais ne donne pas d'exemple clair.
Merci d'avance.

[invite5637435c]

Bonjour,

Un PIC 18F2331 c'est du lourd pour gérer ça.

oui c'est le enhanced mode qu'il faut utiliser.
Pour cela tu dois fixer le mode PWM et initialiser les registres suivants:

voici un exemple de mon cru avec un malheureux pic12F615:

void init_pic(void)
{
ANSEL = 0b00000010;       // Configure AN1 pin -> ADC
GPIO = 0;                         // Initialize GPIO port
CMCON0 = 0;                    // Turn off comparators
TRISIO = 0b11001110;      // Configure GPIO direction

ADCON0.VCFG = 0;                  // Vdd as Vref
//OPTION_REG.F6 = 1;
APFCON = 1; // P1A -> GP5
INTCON = 0;
INTE = 1; // External Interrupt Enable
INTF = 0;
T2CON = 0;    // prescaler=1; TMR2=off
PR2 = 19;
CCPR1L  = 0b00001010;
CCP1CON = 0b10001100;
PWM1CON = 0b10000000; //1µs de delay entre P1A et P1B
ECCPAS  = 0b01000000;
PIE1.F1 = 1;
PIR1.F1 = 0;
PEIE = 1;
GPIE = 1;
}

Regarde juste les registres et comment je les ai configuré, mon appli était différente, c'est pour faire un équilibreur inductif de supercapas.
@+

[Forhorse]

Merci j'ai regardé et je garde ça sous le coude au cas où.
Cependant, le 18F2331 c'est le plus leger que j'ai en stock pour faire ça, sinon tout les autres PIC qui auraient le "Enhanced Capture/Compare/PWM module" sont des gros pavé à 40 broches.
Mais attention, le "Power Control PWM module" du 18F2331 n'a pas grand chose à voir avec le "Enhanced Capture/Compare/PWM module" des autres PIC;
Voir http://ww1.microchip.com/downloads/e...Doc/39616d.pdf chapitre 18
J'ai réussit à faire ce que je veux en utilisant une interruption et en masquant alternativement les bits d'override. Mais je trouve ça relativement lourd pour un module qui semble avoir des tonnes de fonctions automatiques. Peut-être qu'il y a une façon plus simple de faire.

[invite5637435c]

Que ce soit lourd avec un PIC18, ça c'est certain.

Il y a des registres en plus mais le noyau de base du mode étendu PWM est basé sur le même principe que sur les petits PIC.
La doc est assez brouillonne sur le sujet, il manque à mon goût un tableau résumant toutes les fonctionnalités vu qu'il y a un tas de registres un peu partout, donc mieux vaut essayer avec des résistances sur les sorties, même si je suppose qu'il est inutile de te le préciser

[Forhorse]

Ma solution des interruptions ne fonctionne même pas. Je n'arrive pas à dépasser un rapport cyclique de 50% (environ)
Si je supprime le masquage alternatif des bit d'override le rapport cyclique varie bien de 0 à 100%
dès que j'active ce masquage, même sur une seule sortie, le rapport cyclique plafonne vers 50%, alors que celle qui n'est pas affectée par ce masquage continue d'aller à 100%, j'ai essayé les divers mode possible (free running, continus up/down count, etc...) c'est toujours pareil.
Un truc doit m’échapper...

[invite5637435c]

Fais voir ce que tu as fait, je peux regarder une demi heure.

[Forhorse]

Ah ben merci mais je viens de trouver... ou en tout cas une solution qui fonctionne.
J'ai placé à 1 le bit OSYNC du registre PWMCON1, ce qui permet de synchroniser l'écriture des bits d'override a la base de temps du PWM. Sinon c'était asynchrone au rapport cyclique et dépendant du temps d’exécution de ma routine d'interruption (ce qui explique, mais je ne l'avais pas précisé, que la limitation était plus prononcée à 100kHz qu'a 2.4kHz)

Pour l'instant mon code se résume à ça. Par contre je veux bien un coup de main pour optimiser la routine d'interruption, vu qu'elle va s'excuter très souvent, si quelqu'un a une petite astuce pour faire la même chose en assembleur avec un minimum de ligne, je prend. (pas la totalité de la routine, ça je sais faire, mais simplement l’inversion des bits d'override)

Symbol PTIF = PIR3.4
Symbol POVD0 = OVDCOND.0
Symbol POVD1 = OVDCOND.1
Symbol POVD2 = OVDCOND.2
Symbol POVD3 = OVDCOND.3

Symbol LED = PORTC.0




ON_HARDWARE_INTERRUPT INTERRUPT_HANDELER
GoTo OVER_INTERRUPT

'**************************************************************
'*                Routine sur Interruption                    *
'**************************************************************   
Int_Sub_Start
INTERRUPT_HANDELER:
Context SAVE
    If PTIF = 1 Then
        Clear PTIF
        POVD0 = ~POVD0
        POVD1 = ~POVD1
   
    EndIf
Context Restore
Int_Sub_End
'***************************************************************
'***************************************************************
OVER_INTERRUPT:  

'Configuration des ports
TRISA = %11111111
TRISB = %11111100
TRISC = %11111110

'Configuration du module PWM
PTCON0=%00000000 'PWM Timer Control Register 0
PTCON1=%10000000 'PWM Timer Control Register 1
PWMCON0=%01000001 'PWM control register 0
PWMCON1=%00000001 'PWM control register 1
DTCON=%00000000 'Dead-Time Control Register
OVDCOND=%00111110 'Output Override Control Register
OVDCONS=%00000000 'Output State Register
FLTCONFIG=%00000000 'Fault Configuration Register

'Paramètrage du module PWM
'PTMRH 'PWM time base register
'PTMRL 'PWM time base register
PTPERH = $07 'PWM Time Base Period Register
PTPERL = $FF 'PWM Time Base Period Register
'SEVTCMPH 'PWM special event trigger compare register
'SEVTCMPL 'PWM spécial event trigger compare register
PDC0H = $1E 'PWM duty cycle #0 register
PDC0L = $FF 'PWM duty cycle #0 register
'PDC1H 'PWM duty cycle #1 register
'PDC1L 'PWM duty cycle #1 register
'PDC2H 'PWM duty cycle #2 register
'PDC2L 'PWM duty cycle #2 register

'Configuration des interruptions
Clear PTIF
PIE3 = %00010000 'validation interruption PWM
INTCON = %11000000 'validation des interruptions
MAIN:
    DelayMS 50
    Toggle LED
    
GoTo MAIN

[inviteeb25c045]

Bonjour,

Et bravo les gars où en êtes vous arrivés ?
73 F1EIE .