Comment fabriquer une alimentation reglable DC 30V 5A

[inviteb53a28dc]

Bonjour, je souhaite faire un système produisant du 30 volt DC 5 ampères. A la base, je souhaitait partir d'une source, mettre 2 variateurs en série avec un multimètre. Ainsi, j'aurais réglé la tension, et ensuite la puissance. Cependant, je ne trouve aucune indication pour faire cela et ce doit être surement plus complexe. Ce dispositif me servirait à faire des électrolysés ( destination, galvanisation, anodisation, chromage, nickelage et j'en passe) il faut donc qu'il soit protégé contre les court-circuits, ect, ... Je souhaite pouvoir fixer l'alimentation sur une planche et avoir 1 câble pour le brancher sur secteur et 2 fils pour aller dans le bac. Je flairait ensuite plusieurs bac pour différentier chose et une hotte pour les vapeurs. Je trouve des topics sur ces alims mais soit il ne me conviennent pas, soit je n'y comprends rien. J'aimerai avoir la liste du matos et un schéma. Merci.
Déjà, qu'en pensez vous?
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[BastienBastien]

Salut,

Voilà des alimentations plans+explications :

http://forums.futura-sciences.com/pr...reference.html

http://forums.futura-sciences.com/pr...lim-sympa.html

http://forums.futura-sciences.com/pr...-geree-uc.html

C'est pas un peu dangereux l'électrolyse ?

+

[invitefaaca50b]

en plus l'electrolyse s'effectue sous une tension bien plus basse avec une solution conductrice.

+1 FAIRE DES ELECTROLYSES DE SOLUTIONS ACQUEUSES REPRESENTENT UN DANGER NON NEGLIGEABLE D'EXPLOSION... Danger!!!

[inviteb53a28dc]

Merci, je vais aller voir vos liens. L'électrolyse est dangereuse à cause du dihydrogène et du dioxygène qu'elle rejette. C'est pourquoi je vais construire une hotte aspirante avec un capot vitré que je mettrai sur le bac utilisé et un tuyau allant jusqu’à l’extérieur. Je percerait aussi une arrivée d'air en haut, sur un coté du bac. Pour l'acide, je laisserait toujours un masque, un bonne blouse et des gants épais pour les manip. Je laisserait aussi les bac au sol, dans un coin, signalés et recouvert d'un couvercle (qui aura peut être un fermoir). Pour le voltage, c'est pour les grosses pièces ou certains métaux qui demandent plus de tension et de puissance. Je l'utiliserait rarement au dessus de 12V 2A mais si j'ai besoin de plus de puissance et tension, je n'aurait pas à en faire un nouveau.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Antoane]

Bonjour,
Vue l'application, je doute qu'une belle alimentation bien régulée à 100µV soit nécessaire. Une simple limitation en courant (c'est lui qui fait le boulot) pourrait probablement suffire.

Si c'est valable : en linéaire :
Avec une tension de référence en lieu et place de Vcc, R2 entre 0,47 et 0,1ohm (on peut même prévoir plusieurs gammes), Q1 un gros mosfet bien refroidi, R1~100 ohm, R3 ton électrolyseur. Et Vdd fournie par un gros transfo (24V, 150VA) redressé-filtré.

Mieux : Avec une alimentation à découpage. Peut-être même est-il possible de se passer d'inductance et mettre un bête PWM.

[inviteb53a28dc]

Merci a tous. Antoane, ta solution me parait la plus simple. Mais pourrais-je varier les ampères et les volts à 0.1 de précision. Je suis peu doué en électronique. Qu'est-ce que J2, Q1, le triangle avec plus et moins, l'inductance, le PWM. A quoi sert la terre sur du courant continu? Ou est le négatif? Ou pourrais-je mettre les galvanometres? Merci

[inviteb53a28dc]

Sinon, j'ai vu ça :
http://cgi.ebay.fr/Alimentation-de-l...#ht_500wt_1288

[invite3a1051d7]

Bonjour,
pour ma culture perso
comment sont calculer (ou estimé )les parametres du schemas proposé par Antoane

cordialement
Alain

[Antoane]

Bonjour,

Ca dépend de ce que tu veux :
- avoir une alimentation fonctionnelle
- ou avoir une alim que tu vas créer, sur laquelle tu va passer du temps et sans doute un peu de sous et apprendre l'électronique.

Quoi qu'il en soit, j'ai fait un schéma, je le propose toujours, même si tu ne t'en sert pas.
Un schéma, qui est bien sûr un peu plus compliqué que le dessin de principe donné un peu plus haut...
alim reg courant _complet.png
Pas de panique cependant, il n'y a rien de compliqué, tout se divise en sous-fonctions plus simples !
Première chose : laisser le gros schéma de côté, et prendre celui qui est simplifié : il permet de faire une alim fonctionnelle, mais moins pratique. Sa réalisation est nécessaire (pour vérifier que la base est bonne), avant de l'upgrader vers quelque chose de mieux.
alim reg courant _simple.png
Le principe est simple : on régule en courant, à une valeur fixée entre 0 et 5A. Il y a deux gammes : une 0-500mA et une 0-5A. La consigne se règle à l'aide du potentiomètre U2. la régulation est assurée par U1, un AOP LM358. M1 est le composant de puissance, qui convertie la faible puissance de sortie de U1 en quelque chose de plus viril. Les résistance R2 et R3 servent permettent à U1 de connaitre le courant circulant dans l'électrolyseur, pour ajuster sa commande tip-top comme il faut. R3 fait 3,3ohm et sert pour la gamme 0-500mA. R2 fait 0,33ohm et se met en parallèle de R3 à l'aide de SW1 (un interrupteur capable de tenir 5A) pour la gamme 0-5A.

La partie alimentation n'est pas aussi simple qu'on pourrait l'attendre... Le but est de minimiser la perte d'énergie dans le transistor de puissance. En effet, imaginons que l'on demande 30V et 5A à l'alimentation. Alors, le transistor va devoir dissiper une puissance égale à :
( [tension d'alimentation] - [tension de sortie] ) * [courant de sortie]=(34-30)*5=20W, c'est beaucoup, mais ça reste raisonnable.
En revanche, si on tire 5A sous seulement 5V, la puissance devient :
( [tension d'alimentation] - [tension de sortie] ) * [courant de sortie]=(34-5)*5=145W, et ça, c'est vraiment beaucoup !
On va donc ruser : lorsqu'on n'a besoin de moins de 14V, on va alimenter le montage avec 16V et lorsqu'il faudra plus, on enverra les 34V !

La commutation est manuelle (SW2, qui doit tenir une petite dizaine d'ampères) dans le schéma simplifié, mais on peut aisément passer en automatique.
On expliquera le fonctionnement du changement de gamme auto plus tard

Réalisation :
D3 à D7 sont des grosses diodes capables de tenir 50V et 10A mini, des schottky seraient préférables. Exemple : MBR4060.
Le transfo est un 2*12V, 150VA minimum, un peu plus, ce serait pas du luxe.
C4 peut bien sûr être composé de plusieurs condensateurs en parallèle. Tension de service >50V
M1 doit être un gros transistor MOSFET capable de tenir au moins 55V, 10A et 150W, voir beaucoup plus. Ex : 2SK3586...
Les interrupteurs n'ont pas besoin d'en être : comme ce schéma n'est qu'une étape de la réalisation, un simple fil peut suffire.
Il faut absolument refroidir M1 (beaucoup) et les diodes D3 à D7.

[invite3a1051d7]

merci bien pour ces precisions
A bientôt

[inviteb53a28dc]

C'est quoi le moins cher? Il me faudrait un circuit imprimé?

[Antoane]

Comment fonctionne la commutation automatique de gamme ?
En trois parties : une de mesure de la tension appliquée à la charge, une de traitement de l'information et une de commutation de puissance.
Schéma simplifié ne comportant qu'elle :

V2 et LOAD simulent l'électrolyseur et la régulation en courant.
Le but est ici de saturer M4 lorsque la tensions aux bornes de LOAD devient "trop grande".
Trace verte : tension aux bornes de LOAD.
Courbe rouge : tension aux bornes de RS
Courbe bleue : courant dans D2.

Le JFET J1 est monté en générateur de courant, de valeur nominale ~12mA. On ne sait pas exactement combien, ça dépend de son humeur. Ceci dit, ce n'est pas bien grave : on ne veux pas forcément de gammes précises, le but est uniquement d'épargner la manipulation d'un interrupteur à l'utilisateur. Pour générer ces 12mA, il lui faut de l'ordre de 3V entre drain et source.
Supposons que R7, R11 et R9 ne sont pas là. Il ne pourra donc circuler un tel courant dans la branche J1-D2 que si la tension dans l'électrolyseur (simulé par la résistance LOAD) a à ses bornes plus de :
[tension de la zener]+[3V du JFET]+[une tension Vbe du transistor Q1]~10+3+0,7~14V
Donc : lorsque la tension dans la charge va atteindre ~14V, il va circuler ~12mA dans J1, donc dans la base de Q1 qui devient passant. Ce faisant, il va saturer Q2, qui va saturer M4. Et hop, on change de gamme. Au passage D8 s'illumine, avec un courant de ~3mA.

Bon, on a quand même laissé de côté trois résistances.
R7 & R9 : elles ne servent qu'à assurer un bon blocage de Q1 et Q2 lorsqu'il doivent l'être... Vérifions que ça marche :
Pour que R7 ne soit pas trop faible, il faut que 12mA dans R7 donne une tension >>0,7V, pour être sûr qu'un courant va circuler dans la base de Q1. 12mA*330ohm~4V, c'est ok.
Pour que R9 ne soit pas trop faible, il faut que la tension imposée au commun de R8 et R9 lorsque Q1 est saturé, en l'absence de Q2 soit >>4V (tension de seuil de la led + Vbe de Q2). Ici, on a : 15*R9/(R8+R9)~6,8V, c'est ok.
R11 (qu'il faudra peut-être augmenter un peu, faudra tester), de son côté, apporte un peu d'hystérésis (voir le pic dans le courant dans D2) de manière à s'assurer que l'on aura pas d'oscillations autour du point de changement de gamme, l'électronique n'apprécierait pas...

Bon... C'était un chouilla moins clair que quand c'est Tropique qui fait l'explication, mais ça va venir


PS : dans le schéma complet du post# , M4 est à l'envers rien de destructif, mais une seule gamme de disponible, la gamme haute.

[Antoane]

C'est quoi le moins cher?

C'est pas la même chose : le montage que je te propose est adapté à ton cahier des charge, il ne fait rien de plus. Une alim toute faite contiendra d'autres fonctions, telles que la régulation en tension ; reste à voir si tu pourrais en avoir besoin.
Par ailleurs, ça dépendra de tes talents : si tu câble tout bien comme il faut, tu n'auras à acheter les composants qu'une fois. Mais si tu travaille comme un sagouin, il y aura du silicium brulé au menu !
Dernier détail : il y a certain composants que tu peux peut-être récupérer...

Il me faudrait un circuit imprimé?

Pas obligatoire, mais conseillé.

[inviteb53a28dc]

Si aprés, je mettait un moteur électrique en paralelle a l'electolyseur pour le mélangeur et la hotte. Je peux utilisé un potentiomètre pour pas le griller?

[Antoane]

Un moteur consomme beaucoup de courant, un potentiomètre résistant à ce courant coûte cher.
La régulation en courant empêche de mettre quoi que ce soit en parallèle de l'électrolyseur. A la rigueure en série, mais ton moteur a-t-il besoin de pouvoir être contrôlé entre 0 et 5A, aussi précisément ?
Ne faudrait-il pas mieux le câbler directement entre Vcc et la masse (quitte à ajouter un interrupteur pour lui fournir deux vitesses de rotation possible ?

[inviteb53a28dc]

En fait, je pense a un petit moteur genre voiture recommandé, brosse a dent oscillo-rotative. Or ces moteur grilleraient en 20V 2A. Mais, si je réduirait le nombre d’ampère, le moteur ne tournera pas du mieux qu'il peux mais il grillera pas non?

[Antoane]

La tension aux bornes de l'électrolyseur va varier avec tout un tas de paramètres, pourquoi s'en servir pour alimenter un composant qui demande une tension (quasi-)constante ?
Par ailleurs, on régule en courant, ce qui signifie que le courant I circulant dans le mosfet M1 est constant, déterminer par les réglages de l'utilisateur. Dans le cas normal, ce courant est celui qui alimente l'électrolyseur, mais si tu rajoute un moteur en parallèle, I est séparé entre les deux. C'était bien la peine de s’embêter à faire une belle régulation bien propre...

Un moteur s'alimente généralement en tension. Il faut donc lui fournir la tension adéquate. Deux solutions :
- adapter la tension au moteur (moteur de récup + régulation additionnelle indépendante de la régulation courant électrolyseur)
- adapter le moteur à l'alim (choisir le moteur idoine).

[inviteb53a28dc]

Ou bien pile?

[Antoane]

Avoue que se serait stupide d'ajouter une alimentation à pile alors que tu as le secteur de dispo pour pas cher...

Le débit d'air que tu auras avec un moteur de brosse à dents... pas énorme.

[invite9e96eb3a]

Je me permet de récupérer les schémas car ca m’intéresse pour un projet que je suis entrain de réaliser.
Merci.

[Antoane]

Avec plaisir !
Si tu la montes, commence bien par la version sans changement de gamme automatique, et n'hésite pas à donner des nouvelles.

[invite9e96eb3a]

Ce qui m’intéresse c'est le changement de gamme. C'est pour faire une sorte de géné de courant allant de 1mA à environ 500mA et je cherchais le moyen de baisser la tension d'alim.

En gros ma tension d'alim devra être de 24V. Si je consomme 24V sous disons 1A c'est la résistance de puissance qui prend tout... le mosfet lui laissera tout passer sans chauffer. Par contre si je consomme 2V sous 1A c'est le mosfet qui va tout prendre et chauffer.
Le but étant que si j'ai besoin de 2V, autant baisser le tension d'alim avant d'attaquer le mosfet.

[Antoane]

Bonjour,

il restait un AOP inutilisé dans le LM358, autant s'en servir.
Le schéma global, avec M4 à l'endroit et la simu. Forcément, il y a un dépassement lors de la commutation, on pourrait sans doute la diminuer en choisissant un autre MOSFET, et en utilisant un AOP plus rapide.