rapport cyclique d'une alimentation a découpage

[invitea29d3daa]

slt a tous

j'ai juste quelques petites questions a vous posé
je suis en se moment entrain d'expérimenter ma première alimentation a découpage (élévateur), c'est le montage de base par la suite je vais ajouté l'asservissement . j'utilise un générateur pwm avec lequel je modifie le rapport cyclique avec un potentiomètre ,la fréquence est de 18kHz .Le montage fonctionne bien la tension de sortie varie bien en fonction du rapport cyclique mais j'ai remarqué que plus je me rapproche du maximum +-90% plus la tension de sortie recommence a diminué .
1) Est il normal que la tension de sortie diminue quand je me rapproche de 90% ?
2) Y a t'il un rapport cyclique a ne pas dépassé dans une alimentation a découpage ?
3) Quels sont les meilleurs bobines a utilisé pour se type d'alimentation et pour un courant inférieur a 2A?

j’attends vos réponses
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[Montd'est]

Sans voir la PJ, je suppose qu'il s'agit d'un hacheur parallèle ( convertisseur boost ).

En théorie la tension de sortie tend vers l'infinie quand on augmente le rapport cyclique; mais en pratique les imperfections du montage, résistance du fil de la bobine entre autre, font que la tension ne peut pas dépasser un certain seuil en pratique.

Y a t'il un rapport cyclique a ne pas dépassé dans une alimentation a découpage ? >>> Tout dépend de la topologie utilisée, la réponse est spécifique à chaque montage. Quoi qu'il en soit en règle générale il ne faut pas arriver à saturation des éléments inductifs: transfo, bobine.

La meilleure bobine est celle qui aura le moins de résistance électrique possible ( moins de pertes joules ).
Et qui est éventuellement en fil de Litz: adapté aux hautes fréquences.
Celle qui ont un matériaux qui entraîne le moins de pertes fer dans le circuit magnétique.
Après si on prend en compte les problèmes de CEM, les circuits magnétiques thoroïdaux saont préférables pour limiter les fuites magnétiques potentiellement perturbatrices.

[Montd'est]

C'est confirmé pour le type de montage.

Par contre:

- il est conseillé de mettre une résistance de tirage vers le bas entre la grille et la source, car si la grille se retrouve en l'air, le transistor risque de conduire en permanence et là gros problème...

- La diode en sortie doit être de type rapide.

- On doit éviter le fonctionnement à vide car le condo risque de subir une surtension et de peter.

- Un découplage à l'entré peut être utile.

PS: ton 150 ohm comme résistance de grille, ça me parait un peu beaucoup.

[invitea29d3daa]

Merci pour ta réponse Montd'est j'ai effectué les modifs que tu ma conseillé .Effectivement il s'agit d'un hacheur parallèle ( convertisseur boost )
Voici le schéma des modifs :



J'ai testé le montage et il fonctionne super bien (bon rendement), j'ai moi même fabriqué la bobine par contre ses caractéristiques sont inconnue .
j'arrive maintenant a alimenter un ruban a led en 12v 200 à 300mA avec un chargeur usb de téléphone 5v +-650mA
Si quelqu'un a d'autres conseils n'hésité pas a me le faire savoir
bonne journée

[A voir en vidéo sur Futura]

[Montd'est]

Le hic c'est que tu n'as pas d'asservissement, ni de soft-start à priori; sans asservissement la tension de sortie risque de fortement varier en fonction de la consommation en sortie.

[invitea29d3daa]

j'ai pas tout représenté sur le schéma il manque le générateur pwm qui est un tl494 .Comme c'est mon premier montage élévateur (sérieux) a découpage fait maison j'ai commencé sans asservissement comme sa je peut voir tout se qui se passe, je règle le rapport cyclique avec un potentiomètre et je branche une charge en sortie .j'ai essayé avec l’asservissement sa fonctionne aussi .

Mon prochain projet sera un élévateur a découpage 14v vers 28v avec un courant maxi de 2 ou 3 Ampères en sortie .
Quel est le montage le mieux adapter a se type de tache?
-un montage comme je viens de réalisé mais avec une plus grosse inductance simple et un gros mosfet ?
-un autre plus compliqué utilisant un vrai transformateur a découpage ?
-ou un autre montage ?
j'attends vos conseils
bonne journée

[invitea29d3daa]

-un autre plus compliqué utilisant un vrai transformateur a découpage ?

de type Push-Pull?

[invite5637435c]

Bonsoir,

qu'avez vous mis comme référence de condensateur en sortie?

[Montd'est]

J'avais oublié un détail comme le fait remarquer HULK28.

Le condensateur en sortie doit être idéalement de type Low-ESR pour limiter les pertes joules (dans le condensateur) et maximiser le rendement de la conversion.

[Montd'est]

élévateur a découpage 14v vers 28v avec un courant maxi de 2 ou 3 Ampères en sortie .

Vu ce "cahier de charge" , j'hésiterais entre:

- Convertisseur boost ( à nouveau )
- Convertisseur boost ( avec redressement synchrone )
- Push-pull ( peut poser de sacré problèmes avec des mosfet, résonance.... )
- Demi pont asymétrique
- Demi pont symétrique
- Flyback
- Pont complet ( peut-être un peu beaucoup pour une puissance pas si énorme )
- Forward peut-être aussi...

[invitea29d3daa]

Le condensateur utiliser est de 1000uf RLS 105°C 50v récupéré sur la sortie d'une alimentation a découpage

[invite5637435c]

Avant de rentrer dans des considerations de topologies plus compliquees notre ami gwadamj doit savoir qu'un montage comme celui qu'il presente a besoin d'eclaircissement sur des points trop souvent negliges et qui conduisent bien souvent au desespoir de ne pas comprendre pourquoi un montage qui devrait fonctionner fonctionne mal.

Le premier point est le cablage de tous ces composants, puis du routage final.
Le deuxieme est le choix de la frequence de decoupage.

18KHz est tres limite, a cette frequence on est encore dans l'audible ce qui est a proscrire pour des raisons evidentes.
De plus, moins la frequence est elevee et plus l'inductance est encombrante, ici on a 1mH pour 2A ce qui est deja important.
Le choix de la self n'est pas anodin, c'est meme la cle de la reussite.
Il y a un choix a faire entre le mode continu et discontinu, la partie regulation vous le mettra en evidence
Le routage egalement reserve aux non inities des surprises de taille qui peuvent aller jusqu'a provoquer un echauffement excessif voir la destruction du Mos, sans parler du rendement evidemment qui s'ecroule.
La commande doit pouvoir egalement assurer la charge de la capacite d'entree du Mos, car les pertes sont a ce niveau sur un petit montage comme ca.
L'association d'un routage mediocre et d'une commande pauvre conduit immanquablement au desastre.

Ce sont ces quelques points qu'il faut maitriser pour pouvoir s'attaquer a d'autres topologies moins tolerantes.
La partie regulation mettra en evidence chacune de ces faiblesses, la aussi il y aura beaucoup a dire.

De quoi est composee votre commande?

[invitea29d3daa]

je pense faire un convertisseur boost pour mon projet. Le mosfet sera commander par un régulateur a découpage tl 494

[invite5637435c]

J'espere que tu as un oscilloscope, il te sera indispensable.

[Montd'est]

Il faut un intermédiaire entre le TL494 et le mosfet: un driver.

[invitea29d3daa]

je viens de faire un petit test avec mon petit montage, j'ai réussi a faire s'allumer au maximun deux rubans à LED 12v 300mA en série (donc 24v )sur une batterie de 6v 4Ah ,pas mal pour un début xD en plus tout les composants étaient froid donc je considère que mon montage est bien conçu .

[invitea29d3daa]

Ah j'avais pas pensé au driver pour le mosfet .C'est un montage a base de transistor ou circuit logique c'est sa? Quelqu'un peut m'expliquer a quoi il va servir se driver? et comment il fonctionne ? bizarrement le montage fonctionne sans.

[invite5637435c]

Oui c'est bien tout le problème quand je te lis, d'un coté tu considères que ton montage est bien conçu et de l'autre tu découvres ce qu'est un driver de commande...

Un Mos à une capacité d'entrée à charger pour atteindre le Vgs(th) et donc commuter.
Cette capacité est loin d'être négligeable sur des Mos plus puissant et si on y prend pas garde conduit au désastre.
Commuter une source de tension sur une capacité provoque un appel de courant important qui ne dure pas longtemps, cela dit il faut que cette énergie puisse être délivrée par la source sans quoi le temps de monté sera trop long et le Mos commutera lentement produisant entre drain et source un croisement important entre tension et courant, la surface de croisement ainsi générée représente les pertes de commutations du Mos.
Plus le Mos conduit vite plus cette surface de croisement est faible, on peut même la supprimer avec des circuits snubber.

Lorsque le circuit de commande ne peut délivrer ce pic de courant il faut l'aider en lui adjoignant un driver qui abaisse l'impédance de la source de commande du Mos.
En général on fait ça simplement avec deux transistors en push-pull ou encore avec un Cmos genre CD4050 en mettant toutes les portes en parallèle, ou encore en utilisant un circuit spécialisé qui ne manquent pas.

[invitea29d3daa]

merci pour ton explication HULK28, j'en ai profiter pour allé lire des cours sur internet qui parle de sa (les profs non jamais parlé de se sujet dans les cours sur les mosfets ).

[invitea29d3daa]

j'ai trouver exactement le même montage que j'ai réalisé sur internet (mais avec le driver )
driver mosfet.JPG

voici un autre représentant la commande par transistor en push-pull
drivers2.JPG

lequel est le meilleur ?

[Montd'est]

Pour le premier schéma, j'appelle pas ça un driver:

La résistance R1 de 1000 ohm limite le courant et empêche donc d'effectuer une charge rapide de la capacité Cgs du mosfet Q1.

A mon avis T1, R2 et R1, ont été ajoutés pour "inverser" la polarité du signal qui sort du TL494, car ce CI contient des transistors NPN en sortie et non pas des PNP.

[Montd'est]

Le deuxième me paraît plus sérieux, il s'agit d'un étage à 2 transistors en push-pull, ce que suggérait HULK28.

Par contre je dois avouer de pas avoir saisi l'utilité de L1 ( pour la fonction driver ), à moins que ce soit la bobine du hacheur parallèle, mais dans ce cas je trouve qu'elle devrait être découplée du driver de commande.

[invite5637435c]

Par contre je dois avouer de pas avoir saisi l'utilité de L1 ( pour la fonction driver ), à moins que ce soit la bobine du hacheur parallèle, mais dans ce cas je trouve qu'elle devrait être découplée du driver de commande.

Ton idée est la bonne, c'est la bobine du hâcheur, une représentation incomplète du schéma global.