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buck 12V -> 5V



  1. #1
    terriblement

    buck 12V -> 5V


    ------

    Salut,

    pour apprendre un peu le fonctionnement des montages BUCK, je me suis fait un petit essai, en suivant ce document :
    page 3 : http://avrj.cours.pagesperso-orange...._decoupage.pdf

    Et je me suis simplement fié à l'application numérique donnée page 4.

    J'ai pris comme cahiers des charges :
    Vin = 12V
    Vout = 6V
    Imin = 100mA
    L = 470µH
    ondulation : 10mV

    de là j'ai calculé f = 31914Hz

    Et un C = 78µF ( J'ai pris 1000 µF en pratique, je pense que l'ondulation n'en sera que réduite)

    Voici le montage :
    Nom : buck.PNG
Affichages : 90
Taille : 6,6 Ko

    PWM est généré à partir d'un GBF avec un signal 0-15V

    En sortie je n'obtiens que 3,83V avec une charge de 22 Ohms

    Alors je me dis que le Rdson dois avoir une influence, je change mon IRFZ14 par un IRLB8721, là la tension monte à 4,61.

    Pour avoir mes 6V en sortie il faut que je descende à 6200Hz environ.

    Et à chaque fois mes transistors chauffent. Donc là je me demande mes MOS sont bien saturés ou non, mis à part, une idée du pourquoi du non fonctionnement ?

    merci

    -----

  2. Publicité
  3. #2
    PIXEL

    Re : buck 12V -> 5V

    hello ,

    qu'utilises-tu comme SELF ?

    ses specs sont très importantes !

  4. #3
    terriblement

    Re : buck 12V -> 5V

    Je savais pas, je pensais que n'importe qu'elle inductance passait !

    est ce que ce lien suffis ?

    http://www.conrad.de/ce/de/product/4...et-470-H-043-A

  5. #4
    PIXEL

    Re : buck 12V -> 5V

    le lien ne marche pas.....

    il faut une self sur ferrite , spécifiée pour le courant.

    si les transos chauffent , ça peut être du à la self qui sature trop vite et n'accumule plus d'énergie.

    mais l’apprentissage des SMPS n'est pas simple !

    un oscillo est indispensable .
    Dernière modification par PIXEL ; 01/03/2013 à 11h35.

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    terriblement

    Re : buck 12V -> 5V

    Je vois les infos suivantes sur le site conrad :

    ferrit, I = 0,43A

    Donc j'ai un problème avec la saturation de mon MOS ?

    J'ai oublié de précisé que mon rapport cyclique est de 0,5.

  8. #6
    Biname

    Re : buck 12V -> 5V

    Sur Ebay, 1.32€ dans ta boite aux lettres

    1pcs 1.23V-30V DC-DC Buck Converter Step Down Module LM2596 Power Supply Output
    Module Properties: non-isolated step-down (BUCK)
    Rectification: non-synchronous rectification
    Input voltage: 4V-35V
    Output voltage: 1.23V-30V
    Output Current: 3A (max)
    Conversion efficiency: 92% (the highest)
    Switching frequency: 150KHz
    Output ripple: 30mV (max)
    Load Regulation: ± 0.5%
    Voltage Regulation: ± 2.5%
    Operating Temperature: -40 ℃ to +85 ℃
    The peripheral dimensions: 48 * 23 * 14 (L * W * H) (mm)

    Mignon non ?

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  10. #7
    terriblement

    Re : buck 12V -> 5V

    mais là le but est pédagogique

    et j'aimerai comprendre pourquoi ca ne marche pas.

  11. #8
    DAUDET78

    Re : buck 12V -> 5V

    Tu utilises un NMOS en suiveur !
    Jamais tu ne le satureras sans envoyer du 22V sur la grille ..... Il faut utiliser un PMOS .
    J'aime pas le Grec

  12. #9
    terriblement

    Re : buck 12V -> 5V

    Avec un Ugs = 5V, il laisse passer 2A (pour le irf sur le schéma), concernant le IRLB, avec Ugs = 3V il laisse passer 3A.

    Avec une sortie à 6V, et un Ugsmin = 5V, il faudrait 11V sur la grille, non ?

    sinon, d'ou viennent les 22V ?

  13. #10
    PIXEL

    Re : buck 12V -> 5V

    j'avions point vu le schéma !
    effectivement , aucune chance que ça tourne....

    le MOS ne peut pas fonctionner en commutation dans cette config.

    attention aux bases de physique ! (je radote , je sais ! )

  14. #11
    PIXEL

    Re : buck 12V -> 5V

    ajout :

    et en cas de crête de tension supérieure à 12V sur la self , la diode de substrat devient conductrice ....

    bref copie à revoir et transistor à changer pour la bonne polarité.

  15. #12
    terriblement

    Re : buck 12V -> 5V

    Donc quand on interrompt la circulation du courant dans la self, le PIC de tension va d'abord passer par la diode de substrat, c'est bien ca ?

    j'ai essayé avec un MOS canal P et j'obtiens 5,33V en sortie ( ma fréquence n'est pas précisément réglée, ce qui explique l'écart je pense).

    Donc ce que je comprends toujours pas, pourquoi le MOS à canal N ne serait pas saturé ? cf #9

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  17. #13
    DAUDET78

    Re : buck 12V -> 5V

    Citation Envoyé par terriblement Voir le message
    Avec un Ugs = 5V, il laisse passer 2A (pour le irf sur le schéma),
    Je n'ai pas la spec du NMOS sous les yeux .... mais quelle est la tension sur la grille et quelle est la tension sur la source ... c'est la différence qui compte !
    sinon, d'ou viennent les 22V ?
    Le NMOS est saturé (??) donc Vs=Vd=12V
    Il faut, pour un NMOS Français moyen, 10V grille/source . Donc il faut une tension de 12+10=22V pour qu'il soit saturé . Bref, le NMOS est inutilisable.
    J'aime pas le Grec

  18. #14
    PIXEL

    Re : buck 12V -> 5V

    Citation Envoyé par terriblement Voir le message
    Donc ce que je comprends toujours pas, pourquoi le MOS à canal N ne serait pas saturé ? cf #9
    biscotte un SUIVEUR n'est JAMAIS saturé.....


    la physique , encore la physique , toujours la physique !

  19. #15
    Biname

    Re : buck 12V -> 5V

    La 1N4007 est trop lente, TRRRRRR??? = 1 milliseconde, à 38 kHz elle est débordée ??? bloquée ??? remplacer par 10 1N4148 en // ou une FR101 ou FR???.

  20. #16
    PIXEL

    Re : buck 12V -> 5V

    il y passe du courant quand le switch s'ouvre !

    une bonne diode de redressement rapide , ça se récupère sur une alim de pécé réformée.

  21. #17
    Biname

    Re : buck 12V -> 5V

    Il faudrait aussi surtout calculer le courant dans la self en fonction du temps, ce qui permettra de choisir la self et la largeur d'impulsion ! ??? V = l.di/dt ??? ... j'y arrive plus docteur (et pourtant c'est très élémentaire) et choisir un inductance dont la résistance interne est négligeable pas rapport à sa réactance.

    Il doit y avoir un modèle sur le net ...

  22. #18
    terriblement

    Re : buck 12V -> 5V

    Citation Envoyé par Biname Voir le message
    La 1N4007 est trop lente, TRRRRRR??? = 1 milliseconde, à 38 kHz elle est débordée ??? bloquée ??? remplacer par 10 1N4148 en // ou une FR101 ou FR???.
    tu la trouves ou la datasheet qui indique ce temps ? j'en ai regardé plusieurs et aucune ne l'indique :s

    Citation Envoyé par Daudet78 Voir le message
    Le NMOS est saturé (??) donc Vs=Vd=12V
    Il faut, pour un NMOS Français moyen, 10V grille/source . Donc il faut une tension de 12+10=22V pour qu'il soit saturé . Bref, le NMOS est inutilisable.
    Donc si je comprends bien, en supposant le transistor avec une rdson = 0, quand il est saturé:
    tension source = tension drain = 12V

    Donc d'après la datasheet :

    Nom : ugs.PNG
Affichages : 45
Taille : 22,5 Ko

    On voit qu'avec Ugs = 3V, avec un Uds = 12V, 3A peuvent passer.

    MAIS, vu que Ud = Us = 12V, on a Uds = 0V !

    Donc meme avec Ug = 22V par exemple, le transistor ne serait pas saturé.
    Et donc le transistor ne sera jamais saturé.

    est ce le bon raisonnement ?
    Dernière modification par terriblement ; 01/03/2013 à 12h54.

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  24. #19
    Biname

    Re : buck 12V -> 5V

    Citation Envoyé par terriblement Voir le message
    tu la trouves ou la datasheet qui indique ce temps ? j'en ai regardé plusieurs et aucune ne l'indique :s
    Dans ma mémoire ! Cherche encore, j'en suis quasi certain.

  25. #20
    terriblement

    Re : buck 12V -> 5V

    30µs elle fait, donc c'est un peu juste effectivement.

  26. #21
    Biname

    Re : buck 12V -> 5V

    Citation Envoyé par Biname Voir le message
    Dans ma mémoire ! Cherche encore, j'en suis quasi certain.
    En cherchant avec 1N4007 et Trr ou Reverse Recovery Time on trouve 2 µs, 30µs et parfois 200 µs ... apparemment je me trompe.

  27. #22
    Biname

    Re : buck 12V -> 5V

    Citation Envoyé par Biname Voir le message
    Il faudrait aussi surtout calculer le courant dans la self en fonction du temps, ce qui permettra de choisir la self et la largeur d'impulsion ! ??? V = l.di/dt ??? ... j'y arrive plus docteur (et pourtant c'est très élémentaire) et choisir un inductance dont la résistance interne est négligeable pas rapport à sa réactance.

    Il doit y avoir un modèle sur le net ...
    http://avrj.cours.pagesperso-orange...._decoupage.pdf

    Page 3 et en page 4, l'application numérique/exemple qui donne tout.

    Si le bonhomme ne s'est pas trompé ?

  28. #23
    DAUDET78

    Re : buck 12V -> 5V

    Citation Envoyé par terriblement Voir le message
    est ce le bon raisonnement ?
    Non ....
    Un rappel : les courbes .... c'est de la PUB !

    Tu regardes le Rdson pour un courant Id et une tension Vgs (généralement 10V)
    Donc pour qu'il soit conducteur, il faut que Vg soit de 10V au dessus de la source . Donc Vg=12+10=22V
    J'aime pas le Grec

  29. #24
    terriblement

    Re : buck 12V -> 5V

    Et donc Uds n'intervient pas dans le calcul ?

  30. Publicité
  31. #25
    DAUDET78

    Re : buck 12V -> 5V

    Citation Envoyé par terriblement Voir le message
    Et donc Uds n'intervient pas dans le calcul ?
    Uds est négligeable (c'est Rds*Id) si le NMOS est bien saturé ! . Donc si Vgs >10V (et non pas Vg !)
    J'aime pas le Grec

  32. #26
    terriblement

    Re : buck 12V -> 5V

    merci beaucoup

    concernant la diode de substrat (j'utilise maintenant un MOS canal P), elle conduira si UL > 12V, c'est bien ça ? (et donc ça plombera partiellement le rendement ?)

  33. #27
    DAUDET78

    Re : buck 12V -> 5V

    Citation Envoyé par terriblement Voir le message
    concernant la diode de substrat (j'utilise maintenant un MOS canal P),
    donne ton schéma et la forme de la tension de commande
    elle conduira si UL > 12V, c'est bien ça ? (et donc ça plombera partiellement le rendement ?)
    C'est quoi UL ???? La diode de substrat n'est jamais conductrice
    J'aime pas le Grec

  34. #28
    terriblement

    Re : buck 12V -> 5V

    Alors voila le schéma, Vcc toujours à 12V, et UL la tension bobine:

    Nom : buck.PNG
Affichages : 41
Taille : 16,3 Ko

    Le PIC est alimenté en 0-5V donc le signal PWM est également 0-5V aux tolérances prêtes sur les sorties.
    la tension aux bornes de la bobine ne dépassera jamais les 12V ?
    Dernière modification par terriblement ; 01/03/2013 à 17h30.

  35. #29
    DAUDET78

    Re : buck 12V -> 5V

    Sans voir ta pièce jointe ...
    Citation Envoyé par terriblement Voir le message
    Le PIC est alimenté en 0-5V donc le signal PWM est également 0-5V aux tolérances prêtes sur les sorties.
    Ou là la ....tu me fais peur !
    la tension aux bornes de la bobine ne dépassera jamais les 12V ?
    A ton avis ? ça peut se produire comment ?
    J'aime pas le Grec

  36. #30
    terriblement

    Re : buck 12V -> 5V

    eh bien on interrompt brutalement l'alimentation de la bobine, et donc on m'a toujours dis que la bobine se déchargeait peu importe la tension qu'elle doit prendre (grosso modo).

    J'ai du mal à fléché les courants et tensions quand le transistor est bloqué !
    Bon je dirai que le courant circule toujours encore de "haut en bas" en provenant de la bobine, ensuite en passant par le condo, puis par la diode, et retour à la bobine. Dans ce cas la bobine serait fléchée en générateur, et aurait donc la tension fléchée dans le meme sens que le courant.
    On aurait alors la loi des mailles :
    UL - Uc - Ud = 0
    et Ul n'atteindrait jamais les 12V si en sortie on à 6V.
    Donc la diode de substrat ne conduirait pas.

    Mais j'ai un doute!

    PS: pourquoi t'es pas modo ?

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