utilisation convertisseur DC-DC

[vincent-pimousse]

Bonjour à tous,

Je met au point une carte avec différents relais avec une partie communicante sur bus rs485. Cela permet d'avoir un réseau de plusieurs cartes relais commandées par une interface unique. Les différentes cartes sont alimentées par une meme alimentation AC-DC 24V (alimentation AC-DC DR-60-24.pdf ). Sur chaque carte il y a une partie "intelligente" alimentée en 5V avec un convertisseur DC-DC (alimentation DC-DC E121 E.pdf ). Les relais sont alimentés en 24V, j'utilise le driver MC1413DG pour les commander (reseau npn).

Là où je bute un peu, c'est que mon montage "tombe en marche". En effet j'ai repris un schéma tout cuit que j'essaie donc de me réapproprier avec une démarche plus critique avec ce que j'ai pu lire dans les notes d'application et sur le forum.

J'ai quelques connaissances théoriques en électronique, mais pas une grande pratique et je viens vers vous pour éviter de tourner en rond sans vouloir vous offenser. N'hésitez pas à m'indiquer des écrits pour rectifier mon approche.

Schéma :alimentationDcDc.jpg avec C1 100uF ; C12 22uF ; L1 (lien ref) ; D1 SMAJ30 (lien ref)

Auto critique :
doc convertisseur DC-DC : Il est conseillé dans sa doc d'avoir une capacité ceramique de 1uF en entrée et 10uF en sortie.
Il est conseillé dans cette note d'aplication (app note MPD annotee.pdf) d'avoir une diode en série avec le fusible en cas d'inversion de polarité. Ainsi qu'une diode "d'avalanche" comme "transient suppressor". Je ne suis pas sûr du rôle que joue ma diode D1. Elle est unidirectionnelle, est-ce qu'elle n'est pas là pour court-circuiter lors d'une inversion de polarité ? Il me semble dans ce cas qu'il y a toujours un risque pour C1.

J'ai lu dans la doc de l'alimentation AC-DC, un "ripple noise" de 150mVpp lorsqu'on met une capacité de 0.1uF et 47uF.

Enfin concernant le filtrage LC, je n'ai pas trouvé la fréquence de travail de l'alimentation à découpage. J'ai cru lire que L =1/[(2.pi.f/10)²xC1], mais pas sûr de comprendre.

Alors suis-je dans la bonne démarche ? Est-ce que je devrais passer un peu de temps en simulation pour qualifier tout ça ?

Merci d'avance pour vos réactions.

Vincent
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[f6bes]

Bsr à toi,
Hum tu appeles convertisseur DC/DC un simple dispositif qui permets de passer ta tension de 24v à 5 v.
http://forums.futura-sciences.com/at...tationdcdc.jpg
Cela s'appele betement un REGULATEUR de tension (bien grand mot que de le nommer pompeusement de "convertisseur")
du genre...7805 ...ou autres !
Ta zéner voit pas trés bien son utilité !!
D'aprés toi ta diode D1 est elle en SERIE ou en PARALLELE ??
A+

[Antoane]

Bonjour,
F6bes : ce régulateur de tension est une alim à découpage intégré, le terme convertisseur DC-DC est donc justifié

Il est conseillé dans cette note d'aplication (app note MPD annotee.pdf) d'avoir une diode en série avec le fusible en cas d'inversion de polarité. Ainsi qu'une diode "d'avalanche" comme "transient suppressor". Je ne suis pas sûr du rôle que joue ma diode D1. Elle est unidirectionnelle, est-ce qu'elle n'est pas là pour court-circuiter lors d'une inversion de polarité ? Il me semble dans ce cas qu'il y a toujours un risque pour C1.

Ces composants servent de sécurité, pour protéger le montage des ratés de l'alimentation 24V et des erreurs de branchement de l'utilisateur.
D1 est supposée être une "voltage transient suppressor" (=transil), c'est à dire couper tous les pic des tensions qui seraient destructeurs pour le convertisseur. C'est comme une diode zener, mais en bien plus robuste, capable de tenir de fortes puissances pendant des temps très courts.
Une diode unidirectionnelle joue ici un double rôle : transil et protection contre les inversions de polarité : si tu branches l'alim à l'envers, la diode va conduire et griller le fusible. C1 verra -0,8V à ses bornes pendant un court instant, pas de quoi le stresser.
Ici, toutes ces protection ne sont peut-être pas nécessaire... A voir.

Page 1. General : Switching frequency (typ.) : 100kHz

Tu peux passer par le simulateur si tu veux, mais il va falloir trouver le modèle du convertisseur, et ça, c'est pas gagné (sans compter la modélisation de ton alim 24V). Sinon, faut sortir l'oscillo.
eepseul:

PS : en revanche les condensateurs de découplage sont toujours nécessaires.

[f6bes]

Bonjour,
F6bes : ce régulateur de tension est une alim à découpage intégré, le terme convertisseur DC-DC est donc justifié

Bjr à toi,
OK , je veux bien , j'ai rien contre , mais comme aucune indication sur le "composant" sur le schéma..on peut penser au plus simple !
Bonne journée

[A voir en vidéo sur Futura]

[vincent-pimousse]

Bonjour et merci à tous pour vos réponses,

Page 1. General : Switching frequency (typ.) : 100kHz

ça c'est la fréquence pour le régulateur.
Pour dimensionner le filtre LC en amont du régulateur / convertisseur DC-DC, je cherchais la fréquence de travail de l'alimentation AC-DC...

Pas de soucis pour faire des mesures à l'oscilloscope lorsque j'aurai les composants.

[Antoane]

Ok, j'avais pas saisi.
L'info n'a pas l'air fournie, mais on est déjà à ~ -100dB d'ondulation en sortie (150µV/24V), donc je doute que le bruit de découpage se retrouve en sortie sur le 5V. EN revanche, il faut être sûr de pouvoir offrir toutes les pointes de courant que demandera le convertisseur 24->5V, donc avec un gros condensateur low esr.
L'inductance est-elle utile ? Pour filtrer le bruit que sort l'alim 24V, non. Pour la protéger des pointes de courant que pourrait demander le convertisseur 24->5V, peut-être. Mais l'augmentation de l'impédance de la source de tension qui l'alimente et le risque d'oscillation la rend finalement, à mon avis, plus gênante qu'autre chose.

[bobflux]

Apparemment tu utilises un DC-DC isolé (qui est plus cher et de rendement plus faible qu'un non isolé), et tu relies les 2 masses entre elles. Dans ce cas, mets directement un DC-DC non isolé ! (ou profite de l'isolation en ne reliant pas les masses) enfin sois cohérent.

L1 n'est pas une inductance mais une ferrite 300 ohms / 0.15 ohms ESR de chez murata qui est très bien à cet endroit pour éviter que le DC-DC injecte des saletés dans l'alim.
D'ailleurs si tu veux vraiment être d'une politesse maximale envers ta source de 24V, rajoute un 100nF céramique juste avant la ferrite pour former un filtre.

Toutefois un petit balayage en fréquence ou test au signal carré sur le filtre en pi ainsi formé est nécessaire pour voir si on n'a pas un pic suspect ou oscillations (normalement non si la ferrite est bien chosie).

Pour la valeur de C1 et C2 voir datasheet du DC-DC.

[vincent-pimousse]

Apparemment tu utilises un DC-DC isolé (qui est plus cher et de rendement plus faible qu'un non isolé), et tu relies les 2 masses entre elles. Dans ce cas, mets directement un DC-DC non isolé ! (ou profite de l'isolation en ne reliant pas les masses) enfin sois cohérent.

Merci pour la remarque car ce n'est pas un choix maîtrisé à 100% et ça s'est vu. Ce DC-DC m'a été conseillé pour son prix, 1,85 euros (par 50) contre 3,50 euros pour les SR 7805 de la même marque. Sur la carte il s'agit d'alimenter le microcontroleur, un driver rs485 et deux reseaux de transistors npn commandant jusqu'à 12 relais. Les relais sont alimentés en 24V via ces derniers, c'est pourquoi j'ai souhaité relier les masses. Est-ce judicieux ? Sur le schéma de principe suivant, je relierai -Vin et -Vout...

Pour le filtre en Pi, je vous ferai un retour dès que je l'aurai testé. Je dois voir comment générer un signal carré, peut-être à partir d'un NE555 si mes souvenirs sont bons...

Je me demande si l'appel de courant de 200mA (12 relais de 400mW en simultané) doit être compensé par C1 sachant qu'il y aura jusqu'à 5 cartes de 12 relais sur la même alimentation AC-DC et qui peuvent être commutés en même temps. J'ai vu que la chute de tension serait de courant consommé x ESR. Si je prends pour C1 ce condensateur comment lire l'ESR dans la datasheet ? Pour quelle fréquence la formule est valable ?

[bobflux]

Effectivement le prix du DC-DC défie toute concurrence !!!

Pour la capa prends l'esr à 100 Hz dans la datasheet...

Note que même si le 24V s'effondre un peu, le 5V restera bon...

[vincent-pimousse]

Bonjour,

Pour tester le filtre en pi, est-ce que vous avez un montage/une méthode à me conseiller sachant que je n'ai pas de GBF ?

Merci pour vos réponses