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Pont en H - saturation des transistors



  1. #1
    davOnFutura

    Pont en H - saturation des transistors


    ------

    Bonjour, je fais une commande moteur maison même si je ne connais pas grand chose à l'électronique. J'aurai donc besoin de votre aide précieuse.

    Le schéma sur lequel je me base est celui du site fribotte, le pont en H avec les transistors bipolaire.
    Avec ce montage, est-il possible d'utiliser le mode roue libre ? Le mode frein ?

    Avec un montage équivalent je souhaite commander ces deux moteurs à courant continu. La tension d'alimentation serait de 6V même si la tension nominal de ce moteur est de 12V. N'y a-t-il pas trop de risque d'endommager le moteur ? De trop raccourcir sa durée de vie ? Comment connaître l'intensité de fonctionnement du moteur à 6V ?

    Le moteur utilisé pour le moto-réducteur est le RE-280/1.
    Caractéristique du moteur :
    - Modèle = RE - 280/1
    - Tension d'alimentation : 12V à 24V
    - Tension nominale : 12v CONSTANT
    - R.P.M. hors charge : 8400 tr/min
    - Courant hors charge : 0.10 A
    - R.P.M. au rendement max. : 6300 tr/min
    - Courant au rendement max. : 0.30 A
    - Couple au rendement max. : 25.0 g.cm
    - Puissance de sortie au rendement max : 1.62 W
    - Rendement max : 44.87%
    - Couple de blocage : 100 g.cm

    Les transistors seront commandés par un micro-contrôleur qui n'accepte que 5mA maxi sur ses broches de sortie. Il va falloir que j'amplifie l'intensité pour la commande.
    Quels transistors bipolaires choisir pour le pont en H et l'amplification ?

    J'espère ne pas avoir trop bombardé de questions mais je n'ai pas du vendeur de composants électroniques à l'endroit ou je vais être la semaine prochaine et il se trouve que je reçois mes moteurs en début de semaine prochaine. J'aimerai vraiment pouvoir acheter les transistors avant mon départ samedi. Je vous raconte ma vie dsl .

    Voilà, j'attends votre aide avec impatience.

    -----

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  3. #2
    gcortex

    Re : Pont en H - saturation des transistors

    J'en connais beaucoup qui ont flingué leur pont en roue libre car l'alim refusait les retours de courant. Mais avec une batterie tu peux

  4. #3
    gcortex

    Re : Pont en H - saturation des transistors

    Pour du 12V, à fréquence réduite tu peux utiliser des mosfets, Par contre les bipolaires ont besoin d'une diode rapide externe.
    Sinon pnp de signal et npn de puissance en haut et paire de sziklai en bas avec une résistance base émetteur pour bloquer le transistor :
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Paire_de_Sziklai
    Dernière modification par gcortex ; 27/06/2013 à 16h17.

  5. #4
    davOnFutura

    Re : Pont en H - saturation des transistors

    Merci pour votre aide en tout cas.

    Citation Envoyé par gcortex Voir le message
    J'en connais beaucoup qui ont flingué leur pont en roue libre car l'alim refusait les retours de courant. Mais avec une batterie tu peux
    Avec des piles ca marche ? Des accus ?

    Citation Envoyé par gcortex Voir le message
    Pour du 12V, à fréquence réduite tu peux utiliser des mosfets, Par contre les bipolaires ont besoin d'une diode rapide externe.
    Sinon pnp de signal et npn de puissance en haut et paire de sziklai en bas avec une résistance base émetteur pour bloquer le transistor :
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Paire_de_Sziklai
    J’alimente le moteur en 6V. C'est très mauvais de le sous alimenter ?
    Qu'est ce que tu appelles diode rapide externe ? Les diodes de roue libre ? "Résistance base émetteur pour bloquer le transistor", CàD ?

    Je vais essayer de faire mon propre schéma ce soir avec les références des composants. Je le mettrais sur le forum pour avoir plusieurs avis.

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

    Re : Pont en H - saturation des transistors


  8. #6
    gcortex

    Re : Pont en H - saturation des transistors

    Citation Envoyé par davOnFutura Voir le message
    Avec des piles ca marche ? Des accus ?
    Soit il faut laisser un transistor passant pour faire un hacheur série
    soit il faut une source de tension réversible comme les accus.

    J’alimente le moteur en 6V. C'est très mauvais de le sous alimenter ?
    C'est juste qu'il tournera moins vite

    Qu'est ce que tu appelles diode rapide externe ? Les diodes de roue libre ?
    oui, les diodes de redressement ne conviennent pas pour la modulation de largeur d'impulsion

    "Résistance base émetteur pour bloquer le transistor", CàD ?
    une résistance sur le 0,7V pour décharger la capacité de la jonction
    Dernière modification par gcortex ; 28/06/2013 à 07h28.

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  10. #7
    gcortex

    Re : Pont en H - saturation des transistors

    Citation Envoyé par davOnFutura Voir le message
    trouve un schéma sérieux avec des mosfets "logic level"

  11. #8
    davOnFutura

    Re : Pont en H - saturation des transistors

    Merci beaucoup gcortex ! Dsl si j'en demande beaucoup mais je n'ai qu'un bac électronique qui commence à dater et donc, clairement, je rame.
    En tout cas génial ! Pour la première fois depuis plus d'une semaine, j'ai l'impression d'avancer.

    Je vais chercher un meilleur schéma, et tu m'as convaincu, avec des mosfets.

    J'aimerai connaitre le courant qui passera dans les moteurs à 6V. Mais je ne sais pas comment faire, sachant qu'il ne m'a pas encore été livré.
    Dans la doc j'ai ces indications : Stall Current RE280 at 1.5v = 2.41A, NO LOAD current RE280/1 à 12V = 0.10A, AT MAXIMUM EFFICIENCY current RE280/1 at 12V = 0.30A.
    Mon moteur est le 280/1 mais je n'ai que cette indication sur le courant de blocage... J'interprète peut-être mal.

  12. #9
    davOnFutura

    Re : Pont en H - saturation des transistors

    J'ai trouvé un schéma sur un sujet du forum futura qui, d'après les commentaires, est correct.
    Le problème est qu'il est dimensionné pour une tension de 12V et un courant de 500mA. Je vais essayer de l'adapter. C'est au moins une bonne source d'inspiration.

  13. #10
    davOnFutura

    Re : Pont en H - saturation des transistors

    Bon ! Pour les mosfets, entre le dead-time et le reste, c'est trop compliqué pour moi. Et j'ai l'impression qu'il y a moins d'entre-aide chez les électroniciens que chez les informaticiens .

    Je rigole mais en même temps à part gcortex, je n'ai vu personne. Je vais essayé de faire un schéma à base de transistors bipolaires en essayant d'appliquer ce que m'a dit gcortex dans son infini bonté. Encore merci à toi gcortex ! Et je ne vous félicite pas le reste des électroniciens. Votre esprit est loin de l'esprit de partage de l'internet (ça c'était avant...).

  14. #11
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Pont en H - saturation des transistors

    Bonjour,
    C'est pas comme si Gcortex avait du mal à gérer tes problème et avait besoin de l'aide d'autres membres...

    Un moteur peut-être modélisé par une source de tension (fonction de la vitesse de rotation de l'arbre) en série avec une résistance (la résistance du bobinage). Le courant sera maximum lorsque la source de tension fournira 0V, càd lorsque l'arbre sera bloqué. Alors le courant circulant dans le moteur vaudra la tension d'alim divisée par la résistance du bobinage. Cette situation nedoit être que transitoire : au démarrage du moteur. le problème se pose lorsque l'arbre est bloqué, aussi est-il préférable de pouvoir la détecter pour couper l'alimentation si cela dure trop longtemps.

    Ceci dit, tout le monde s'accorde à dire que d'une manière générale : c'était mieux avant.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  15. #12
    davOnFutura

    Re : Pont en H - saturation des transistors

    Ok Antoane.

    Je vais mesurer le courant de blocage du moteur à 6V dès que j'ai le temps. Par ailleurs, je me demande si je dois prendre en compte ce courant de blocage pour le calcule de la résistance sur la base des transistors (Rb).

    J'ai reçu mon moteur avec un condensateur à ses bornes. Il joue le rôle de filtre d'après ce que j'ai lu. Dois-je le laisser ? Dois-je le faire apparaitre sur mes schémas ? Ou est il négligeable ?

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  17. #13
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Pont en H - saturation des transistors

    Sur ce schéma : http://forums.futura-sciences.com/at...sfet-forum.gif, la valeur des résistance ne dépend pas du moteur.

    Il faut laisser le condensateur à poste. Il sert à filtrer le bruit issu de la commutation des enroulements par les balais lorsque le moteur tourne. Il parait assez raisonnable de l'indiquer sur tes schémas, mais après...
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  18. #14
    davOnFutura

    Re : Pont en H - saturation des transistors

    J'ai fait des tests de commande du moteur avec ce montage :

    - Rb = 100 Ohms
    - T = sa datasheet
    - Rc = 4 Ohms
    - Moteur : sa datasheet (modèle RE - 280/1)
    - Ic = 40 mA (sans charge sur le moteur)
    - Ib = 30 mA
    - Vce = 9 mV (saturé)

    Le problème c'est que je moteur consomme beaucoup trop. Avec 6V fourni par des piles LR6, le temps de fonctionnement est inférieur à 1min.
    Je ne sais pas comment réduire sa consommation ??

  19. #15
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Pont en H - saturation des transistors

    Bonjour,
    Des piles LR6 neuves peuvent débiter 40mA pendant environ 7h.

    Tu es sûr de ta mesure de Vce_sat ? tu devrais plutôt trouver de l'ordre de 50mV.
    Il manque une diode de roue-libre sur le moteur.
    Un gain de 1 pour un transistor, c'est vraiment mauvais :
    - ton transistor eszt capable de faire "beaucoup" mieux, tu peux au moins multiplier Rb par 10 ;
    - l'utilisation d'un mosfet compatible TTL serait ici justifiée.

    Pour diminuer la consommation, il faut changer de moteur ou diminuer la tension d'alimentation. Note cependant que le fonctionnement d'un moteur est optimal autour de sa tension nominale, le sous-alimenter est loin d'être la meilleure solution.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  20. #16
    davOnFutura

    Re : Pont en H - saturation des transistors

    Bonjour Antoan, et merci ! Déjà quand tu me dis que pour une intensité de 40mA des piles peuvent durer 7H, ça me fait vraiment plaisir ! Mais bon, avant de faire rouler la bête il y a encore beaucoup de travail. Entre la partie mécanique et la partie électronique, rien est simple.

    Donc, pour ce que tu me dis :
    Citation Envoyé par Antoane Voir le message
    Tu es sûr de ta mesure de Vce_sat ? tu devrais plutôt trouver de l'ordre de 50mV.
    Je vais refaire des mesures tout de suite. Avec une tension de 5V car je me sers d'un alim de PC et elle ne possède pas de 6V.

    Citation Envoyé par Antoane Voir le message
    Il manque une diode de roue-libre sur le moteur.
    Je n'ai pas encore pu acheter mes diodes de roue-libre (elles n'étaient pas en magasin). J'avais fait une sélection : SF34G ou UF3002. Mais, 3A max je me dis que c'est peut-être un peut juste lors d'un blocage du moteur. Tu en penses quoi ?

    Citation Envoyé par Antoane Voir le message
    Un gain de 1 pour un transistor, c'est vraiment mauvais :
    - ton transistor est capable de faire "beaucoup" mieux, tu peux au moins multiplier Rb par 10 ;
    - l'utilisation d'un mosfet compatible TTL serait ici justifiée.
    - J'ai fait ça pour les tests, pour avoir une bonne saturation du transistor. J'ai essayé avec un Ib de 3mA mais la Vce était trop important. Aussi, j'ai peur que la saturation ne soit pas assez rapide si Ib est trop faible. Je ne suis pas sur de comprendre la doc du transistor sur ce point.
    - Le truc c'est que j'ai l'impression que ça complexifie les choses l'utilisation des mosfet. Alors j'aime autant faire une première version avec un pont en H, quitte à refaire un montage avec des mosfet.

    Citation Envoyé par Antoane Voir le message
    Pour diminuer la consommation, il faut changer de moteur ou diminuer la tension d'alimentation. Note cependant que le fonctionnement d'un moteur est optimal autour de sa tension nominale, le sous-alimenter est loin d'être la meilleure solution.
    Je manquais de choix pour les moteurs. Je n'ai pas pu trouver de moteur avec un couple convenable et une alimentation nominale de 6V. Et comme je ne souhaite pas que mon système embarque trop de piles (pour 6V, 4piles ou 5accus), je préfère alimenter mon moteur avec 6V.

    Cher Antoane, ton aide m'est toujours précieuse.
    Dernière modification par davOnFutura ; 03/07/2013 à 13h49.

  21. #17
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Pont en H - saturation des transistors

    Citation Envoyé par davOnFutura Voir le message
    Je n'ai pas encore pu acheter mes diodes de roue-libre (elles n'étaient pas en magasin). J'avais fait une sélection : SF34G ou UF3002. Mais, 3A max je me dis que c'est peut-être un peut juste lors d'un blocage du moteur. Tu en penses quoi ?
    Même si ça ne détruit pas tes transistors dans l'immédiat, chaque essai les stresse méchamment.
    Tu utilises un PWM ? tu comptes le faire à l'avenir ?

    Des diodes de 3A devraient suffire dans la mesure où le moteur est prévu pour 0,1A à vide.


    - J'ai fait ça pour les tests, pour avoir une bonne saturation du transistor. J'ai essayé avec un Ib de 3mA mais la Vce était trop important. Aussi, j'ai peur que la saturation ne soit pas assez rapide si Ib est trop faible. Je ne suis pas sur de comprendre la doc du transistor sur ce point.
    Au contraire : c'est la dé-saturation qui prend du temps. C'est pourquoi lorsqu'on a besoin de vitesse, on s'arrange pour ne pas saturer les transistors : on les fait fonctionner en linéaire, à la limite de la saturation (famille 74LS notamment).
    Encore une fois, ton choix de transistor n'est pas optimal.

    Le truc c'est que j'ai l'impression que ça complexifie les choses l'utilisation des mosfet. Alors j'aime autant faire une première version avec un pont en H, quitte à refaire un montage avec des mosfet.
    Juste un détail : "pont en H" c'est le nom de la structure avec 4 transistors, qui peuvent être bipolaires (NPN ou PNP) ou mosfet.
    Dernière modification par Antoane ; 03/07/2013 à 18h41.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  22. #18
    davOnFutura

    Re : Pont en H - saturation des transistors

    Ok, je vais acheter les diodes dès demain. Les transistors, c'est de la récup. C'est clair qu'ils ne sont pas vraiment adaptés. Je vais voir si demain j'ai le temps de faire quelques recherches sur le sujet. Pour le pont en H, je le savais, j'ai fait une erreur en écrivant mon message. Il était trop tard pour la modifier quand je l'ai vu.

    Sur ce bonne nuit ! A bientôt sur futura.

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  24. #19
    davOnFutura

    Re : Pont en H - saturation des transistors

    Le magasin d'électronique d'où je suis n'a pas les diodes de roue-libre adéquates, il va falloir que je les commande. Que pensez vous de celle-ci ? C'est une MUR420.

    Pour les transistors, je suis prêt à prendre des MOSFET en espérant ne pas complexifier trop le montage. Mais je dois les choisir en respectant quels critères ? Auriez vous une référence à me donner ?

    Pour rappel, mon pont en h commandera des moteurs qui pourront consommer jusqu'à 3.5A en bloquant l'axe, sinon environs 500mA et alimentés en 6V (voir 12V). La commande se fera en 3V avec 2mA environs. Elle se fera avec un MSP430.

    Merci ! A bientôt !

  25. #20
    davOnFutura

    Re : Pont en H - saturation des transistors

    Bon je renonce ! C'est trop galère d'avoir les bons composants sans se ruiner. Je vais acheter une carte toute faite pour avancer.

    Pour mon application, que pensez vous de cet carte : L298N ? J'ai peur qu'elle soit un peu limite en intensité. Sinon laquelle me vous me conseilleriez ?

    Merci d'avance pour votre aide.
    Dernière modification par davOnFutura ; 07/07/2013 à 22h51.

  26. #21
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Pont en H - saturation des transistors

    Bonjour,
    Le L298 était adapté à une lointaine époque pour fonctionner avec des hautes tensions d'alimentation (>24V), sans quoi son rendement est très mauvais (jusqu'à 5V de drop-out pour 2A en sortie !).
    Il existe aujourd'hui des composants bien plus performants, plus petits et pas nécessairement plus cher.
    Ex : http://cache.freescale.com/files/ana...87.pdf?pspll=1 ou http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lmd18200.pdf ; mais on trouve encore beaucoup mieux.
    Le moteur de recherche de Farnell est pratique et bien fourni : http://fr.farnell.com/jsp/search/bro...alues%3D203055 , rien ne t’empêche à l'issue d'aller acheter ailleurs.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  27. #22
    gcortex

    Re : Pont en H - saturation des transistors

    diodes Schottky 1N5822...

  28. #23
    davOnFutura

    Re : Pont en H - saturation des transistors

    Citation Envoyé par gcortex Voir le message
    diodes Schottky 1N5822...
    Merci pour la référence mais de toute façon si je fais mon propre pont en H il sera de mauvaise qualité et en plus c'est difficile d'avoir tous les composants chez le même marchant. Je ne suis pas un pro, je ne peux pas commander chez Farnell.

    Citation Envoyé par Antoane Voir le message
    Bonjour,
    Le L298 était adapté à une lointaine époque pour fonctionner avec des hautes tensions d'alimentation (>24V), sans quoi son rendement est très mauvais (jusqu'à 5V de drop-out pour 2A en sortie !).
    Il existe aujourd'hui des composants bien plus performants, plus petits et pas nécessairement plus cher.
    Ex : http://cache.freescale.com/files/ana...87.pdf?pspll=1 ou http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lmd18200.pdf ; mais on trouve encore beaucoup mieux.
    Le moteur de recherche de Farnell est pratique et bien fourni : http://fr.farnell.com/jsp/search/bro...alues%3D203055 , rien ne t’empêche à l'issue d'aller acheter ailleurs.
    Mais j'aimerai bien prendre un meilleur driver mais ya pas mal de problèmes qui se posent :
    Si le pont en H n'est pas vendu prêt à l'emploi je vais encore galérer pour avoir les composants adéquats à ajouter à la puce.
    Et puis, je ne sais même pas comment monter les puces sur un circuit. Je n'ai qu'un fer à souder et une bobine d’étain. Je ne sais même pas où me procurer les circuits vierges.
    En plus ça correspond à quoi sur le site farnell : Tension sortie ; Courant sortie ; Type de boîtier CI Driver...
    Le MC33887 a l'air pas mal mais je ne vois pas vraiment quels composants il faut qu je mettes (si il faut que je respecte le schéma de la datasheet).
    Dernière modification par davOnFutura ; 12/07/2013 à 05h26.

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