Protection contre surtension Boost sur batterie

[lbk]

Bonjour à tous,

Je réalise un montage Boost destiné à recharger une batterie (24-28V).

La régulation de la tension de sortie est donc à 28V. Lors du démarrage, le convertisseur Boost à fond et un pic de tension apparait à 48V pendant 3ms.

j'ai régardé plusieurs solutions envisageables pour réduire ce pic (modification du correcteur PI, insertion d'un montage soft start), mais je voudrais une solution simple à mettre en place.

Je m'oriente donc vers une diode à placer en sortie... et là je galère à trouver la bonne. De plus je n'y connais pas grand chose en terme de techno de diode.

Les TVS @30V me paraissent les mieux adaptées mais il y a de grande différence entre les tensions BR et de clamp (plus de 12V en général), j'ai donc peur d'affecter la régulation.

Concernant une zener, dans mon montage je ne peux pas insérer une résistance pour fixer le courant...

Voici quelques données du montage :
Ve : 14 à 28V
Courant de recharge max = 50A si la batterie est déchargée.


Merci d'avance à ceux qui peuvent m'orienter vers une solution.
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[trebor]

Bonjour lbk,
Si tu avais un schéma à proposer, les pros de l'électronique pourrons plus facilement et mieux d'aider.

Une idée à tout hasard, je pense aux contacts d'un relais qui court-circuit une résistance mise en série à la sortie du chargeur, le relais fermant ses contacts quelques fraction de secondes après la mise sous tension du chargeur.

A+

[sly37]

Bonjour,

tu peux une transil du style :
http://fr.farnell.com/stmicroelectro...50?Ntt=9885250
ou 33V dans le cas d'une batterie 24V.

Avec un soft start logiciel si t'as un µC.

[DAUDET78]

Lors du démarrage, le convertisseur Boost à fond et un pic de tension apparait à 48V pendant 3ms.

Tu fais un test à vide ?
Ca m'étonnerait fort que tu puisse mesurer un pic de 48V aux bornes d'une batterie 24V ........

[A voir en vidéo sur Futura]

[lbk]

J'ai testé avec plusieurs type de charge mais pas encore avec la batterie. (de 15Ohms à 1R)

A 15Ohms le pic est à 48V
A 7Ohms le pic est à 46V
A 1Ohms le pic est à 42V


Je n'ai pas encore branché la batterie pour ne pas l'endommager.

[DAUDET78]

On n'a pas le schéma de ta merveille ...... mais une charge résistive ne représente pas une batterie .

Avant de mettre un foutoir de diodes et de transil .....faudrait voir un peu pourquoi tu aurais ce pic de tension !

[invite03481543]

Bonsoir,

avec un boost c'est très classique il n'y a qu'une façon de contrecarrer cet état c'est de faire un soft start logiciel.
Pour cela il suffit de démarrer le PWM avec un rapport faible et de graduer la montée sur 500ms par exemple.
Il n'y aura plus de problème.

PS: j'avais cru lire que tu faisais ton boost avec un µC donc ton cas est différent.

[invite03481543]

De toute façon dans ton cas ce transitoire ne risque pas d'endommager ta batterie, le courant d'appel va se charger (c'est le cas de le dire ) d'écraser ta surtension (si tu as un schéma digne de ce nom évidemment et un asservissement qui réagit bien).

La seule parade demeure le soft start, hardware donc dans le cas d'un circuit spécialisé dont tu ne précises pas la référence.
Tout les circuits ne se valent pas dans ce domaine, une erreur souvent commise par les débutants d'ailleurs.
Certains circuits intègrent un soft start prédéfini de quelques ms, à éviter comme la peste, je ne citerai pas de nom

Il faut toujours prendre cette fonction accessible, c'est aussi à ça que l'on reconnait les bons circuits.
Pour les forts courants cette fonction est indispensable, tout simplement.

[sly37]

Si ton asservissement est logiciel alors protège ta sortie en surtension.
Si ta régulation est bien faite et assez rapide démarrage alors pas de soucis.

J'ai déjà fait la même chose sur un convertisseur entrée triphasé avec une loi polynomiale et charge bi-tension (bulk/floating).
Pointe de charge à environ 60A.

[invite03481543]

On ne met jamais une transil en sortie d'un convertisseur.
Une transil se met en court-circuit, sur un elevateur c'est totalement contre indique.
On met un crowbar qui ne reste malgre tout qu'une securite en cas de defaillance majeure comme par exemple sur un buck, afin d'eviter que la tension d'entree ne se retrouve en sortie.
Si une surtension apparait sur un boost a la mise sous tension ou apres une forte charge c'est que la conception est a revoir au niveau de la boucle d'asservissement.
Le soft-start n'agit qu'a la mise sous tension et empeche que le rapport cyclique soit trop grand avant que l'asservissement est eu le temps de reagir.

Le routage egalement peut etre la cause de ce genre de probleme.

[sly37]

Bonjour,

On ne met jamais une transil en sortie d'un convertisseur.

C'est peut-être pas le sujet mais c'est intéressant et comme j'ai soif de savoir dans cette discipline, j'aimerai comprendre pourquoi c'est interdit ! En boost OK mais en Buck ?

[invite03481543]

Une transil est un composant particulier, elle rabote une surtension a la maniere d'une diode zener mais elle le fait dans un temps extremement bref et absorbe toute la puissance excedentaire puis meurt si cela dure trop longtemps.
Sa fonction est de reagir sur des evenements courts et de pouvoir dissiper l'energie excedentaire pendant un temps max predefinit.
Si ce temps est depasse la transil n'assure plus son role de "rabot" et ne pouvant plus supporter la puissance elle devient passante et rend l'ame en un eclair.
Une situation de court-circuit est differemment gere selon les types de convertisseurs, soit on possede une limitation en courant efficace qui permet de contenir le surcourant a une valeur max acceptable par la tenue en temperature des composants, soit on a une broche status qui rend compte du probleme a un microcontroleur ou une logique cablee qui stoppera le convertisseur temporairement ou definitivement.
Soit encore on a un dispositif de type latch qui stoppe le module et qui attend un reset manuel pour se remettre en fonction.
Dans tous les cas si le convertisseur n'est pas arrete et se contente de limiter a son courant max la transil finira par eclater voir se vaporiser ou cramer et faire un trou dans le PCB tant qu'il y aura de l'energie a la source.
La majorite du temps les securites sont de type rearmables automatiquement des la suppression du defaut, donc maintiennent un etat ON permanent, c'est precisement dans ce cas que la transil n'est pas le meilleur client.

Une transil reagit en quelques centaines de ps et etant positionnee pres de la sortie provoque un stress tres important au circuit de commande d'une part et peut soit le faire exploser selon ses humeurs au moment de l'incident ,soit, si celui-ci est assez puissant faire exloser la transil elle meme, on est dans le cas du maillon le plus faible lache le premier.
Dans ce dernier cas ou la transil se vaporise ou eclate cela revient a ne plus avoir de securite du tout.
Une surtension dans le cadre d'une alimentation peut durer quelques centaines de ms ce qui peut representer une puissance non negligeable a dissiper pour une transil.
Ce composant planaire supporte bien des pics brefs repetitifs mais mal des pics qui durent longtemps.

Pour resumer, la transil n'est pas le meilleur candidat pour proteger en surtension un etage de sortie de convertisseur qui reste en stand by sur la situation de defaut.
Par contre on l'utilisera pour proteger une alimentation qui se met OFF en situation de court-circuit et necessite un rearmement manuel, cela impose a l'utilisateur de se rendre compte du defaut et ne necessite pas une surconsommation inutile.