Comment calculer de la fréquence d'un circuit onduleur ?

[fred76290]

Bonjour

Voici un schéma classique d'inverseur, tel qu'on les trouve typiquement dans les boitiers vendus avec les plaques et fils électroluminescents (EL). Les composants EL doivent être alimentés avec une tension alternative de 50 à 150 V environ, et à des fréquences de 50 à 2000 Hz.

Les composant EL changent de comportement quand on fait varier :
- la tension : joue sur la luminosité, quand la tension augmente, la luminosité augmente
- la fréquence : joue aussi sur la luminosité, mais elle a aussi un effet non négligeable sur la couleur



Mais par contre, comment faire varier la fréquence ? Et quelle est la formule magique en fonction des valeurs des composants qui donne cette fréquence ?

Attention, le but n'est pas vraiment de fabriquer un onduleur mais de modifier les onduleurs fournis avec les fils et écrans EL.

A+
-----

[fred76290]

Un autre type de circuit qui est plus commun pour les inverters d'écrans EL (ça ressemble mieux à ce que j'ai sur celui qui m'a été fourni, je retrouve les condensateurs et les diodes que le premier circuit n'avait pas) :

[DAUDET78]

- Avec le circuit #1, la fréquence dépend de l'age du capitaine ..... tu peux la réduire en plaçant un condensateur (non polarisé) entre les deux collecteurs des transistors
- Avec le circuit #2, tu peux la changer en modifiant la valeur des deux condensateurs (une augmentation diminue la fréquence)

Attention , c'est des montages à faire mourrus les transistors

[gienas]

Bonjour à tous

- Avec le circuit #1, la fréquence dépend de l'age du capitaine ...

Hum! Pas que.

Je pense que la fréquence dépend essentiellement de la surface (section) du noyau du transfo et de ses caractéristiques: son cycle d’hystérésis en particulier.

Je soupçonne la commutation de résulter de la saturation du noyau. Il n'est donc pas question de pouvoir diminuer la fréquence, seulement l'augmenter. Mais il faut, pour cela, créer un driver externe et prendre en charge la commande des bases.

... tu peux la réduire en ...

Justement non.

... Attention , c'est des montages à faire mourrus les transistors

Je confirme que les manipulations sur ces montage font faire des affaires aux vendeurs de silicium.

[A voir en vidéo sur Futura]

[fred76290]

Merci pour vos réponses, j'essaierais en faisant gaffe de ne pas trop modifier les capacités... je note votre mise en garde sur les modifs

Si je comprends mieux votre réponse sur le montage 2 (on oublie le montage 1), cela veut dire que si je mets un condensateur plus gros, son temps de charge va augmenter et la fréquence diminuer. Mais si je laisse le condensateur d'origine et que j'augmente les résistances qui les alimentent (R3 et R4), est ce que ça ne va pas avoir le même effet ? Ou alors faut-il mieux que j'insère une résistance entre C2 et R3 d'une part et C1 et R4 d'autre part ?

Autre question, que se passe-t'il si R3 et R4 (ou les résistances que j'insère) sont déséquilibrées ?

A+

Fred

[gienas]

... Mais si je laisse le condensateur d'origine et que j'augmente les résistances qui les alimentent (R3 et R4), est ce que ça ne va pas avoir le même effet ? ...

On ne connait pas les valeurs des résistances. Ces résistances participent à la saturation des transistors, et leur augmentation risque de poser problème. Autre solution "casse cou".

Si tu veux changer la fréquence (alors que tu disposes déjà du montage), crées un driver externe à fréquence variable pour piloter directement les bases.

... Autre question, que se passe-t'il si R3 et R4 (ou les résistances que j'insère) sont déséquilibrées ? ...

Une symétrie parfaite avec un tel montage est impossible. Pourtant, il faut la respecter, sinon le transfo va être déséquilibré et comporter une composante continue qu'il ne supporte pas. Oublie aussi cette "possibilité".

[fred76290]

On ne connait pas les valeurs des résistances. Ces résistances participent à la saturation des transistors, et leur augmentation risque de poser problème. Autre solution "casse cou".

C'est pour ça que je proposais d'insérer une résistance entre le condensateur et le transistor. Mais je pense que ca va avoir le même effet. Dans ce cas, ne pourrait-on pas insérer cette résistance sur le coté + des condensateurs, avant la liaison sur la piste venant du transistor (juste à gauche de C2 ou à droite du C1) ?

Si tu veux changer la fréquence (alors que tu disposes déjà du montage), crées un driver externe à fréquence variable pour piloter directement les bases.

Cela dépasse largement mes compétences en électronique... je n'ai aucune idée de ce qu'est un driver à fréquence variable. J'ai par contre vu effectivement des montages (en fait un seul) avec un NE555 mais il fait du 3.3V > 110V, pas du 12V.

Une symétrie parfaite avec un tel montage est impossible. Pourtant, il faut la respecter, sinon le transfo va être déséquilibré et comporter une composante continue qu'il ne supporte pas. Oublie aussi cette "possibilité".

Ce n'était pas une idée mais plutôt un doute. Je sais bien que des tolérances existent et que deux composants ne sont jamais parfaitement identiques. Comme je parlais de faire varier 2 résistances à la fois, je me posais alors la question de savoir si on pouvait mettre deux potentiomètres l'un à coté de l'autre (d'où risque de déséquilibre) ou bien prendre un potentiomètre à deux pistes (moins de risque mais plus cher).

[PIXEL]

et , histoire de simplifier les choses la fréquence variera aussi selon la charge.

bref , et comme toujours ... QUE VEUX-TU FAIRE ?

[fred76290]

et , histoire de simplifier les choses la fréquence variera aussi selon la charge.

bref , et comme toujours ... QUE VEUX-TU FAIRE ?

Pas la peine de répondre comme ça ! As-tu seulement pris la peine de lire ma question ????????? (à appliquer sur le schéma 2).

[PIXEL]

comment "comme ça...?" je me contente de signaler un autre piège sur lequel j'ai pas mal galéré à une époque,
ou je développait des convertisseurs auto-oscillants pour remplacer les vibreurs d'anciens flashs électroniques.


et ma question "pour quoi faire" permet justement de préciser les réponses.


mais si tu vois ça mal , désolé , je referme la porte

[fred76290]

Le comme ça s'appliquait à ta phrase lapidaire

bref , et comme toujours ... QUE VEUX-TU FAIRE ?

alors que ce que je veux faire est pourtant très bien expliqué dans mon message initial (c'est même surligné en gras)... Je mets donc ton énervement sur le compte du mauvais temps et peut être d'autres messages que tu as lus sur d'autres fils de discussion.

Bref, ce que je veux faire, c'est faire varier la fréquence des inverters du commerce, ceux vendus avec les fils et écrans EL et dont le schéma est similaire au schéma 2 que j'ai posté.

Idéalement ce que je cherche ne doit consister qu'à modifier les composants de façon abordable par n'importe qui, ne pas nécessiter de CI (driver à fréquence variable par exemple), et évidemment, ne pas provoquer la destruction de l'inverter ! Ajouter un potentiomètre, modifier une résistance, ou un condensateur, ça va. Commencer à bricoler sur les transistors, c'est déjà plus compliqué. Mais malheureusement, mes connaissances en électronique s'arrêtent à mes études qui datent ... du siècle dernier (au moins)

Je pensais que la fréquence d'un circuit onduleur pouvait se calculer assez facilement, d'où le titre du message. Ce ne semble pas être le cas...


Si je devais bricoler de zéro un inverteur à fréquence variable, j'utiliserais ce schéma à base de NE555 : http://www.sentex.ca/~mec1995/circ/555dcac.html (mais je ne comprends pas comment il trouve 50-60 Hz dans son montage, j'arrive à 70-100 Hz), mais c'est un autre sujet.

[DAUDET78]

alors que ce que je veux faire est pourtant très bien expliqué dans mon message initial (c'est même surligné en gras)...

Mais pourquoi tu veux faire ça ?

[gienas]

Mais pourquoi tu veux faire ça ?

J'ai tendance, moi également, à me poser la même question, et ce depuis le début, car, malgré une lecture attentive du #1, et à nouveau une relecture, je reste sur ma faim. Je ne comprends pas.

... Voici un schéma classique d'inverseur, tel qu'on les trouve typiquement dans les boitiers vendus avec les plaques et fils électroluminescents (EL). Les composants EL doivent être alimentés avec une tension alternative de 50 à 150 V environ, et à des fréquences de 50 à 2000 Hz ...

Voici l'introduction, pour savoir de quoi on parle. Déjà là, j'ai un problème. EL est défini comme électroluminescent. S'agit-il de LED ou est-ce encore autre chose? On pourrait bien le croire.

... Les composant EL changent de comportement quand on fait varier :
- la tension : joue sur la luminosité, quand la tension augmente, la luminosité augmente ...

100% d'accord. C'est un peu plus subtil que tu sembles le dire, mais globalement, c'est juste. C'est le courant dans les LED qu'il faut modifier pour régler la luminosité. Il faut donc que la source de tension qui alimente l'élément comporte une limitation de cette intensité ou un dispositif qui joue ce rôle. Une "mauvaise alimentation" (au sens de pas de bonne qualité) peut jouer ce rôle en se "mettant à genoux" si on la sollicite trop en courant.

... Les composant EL changent de comportement quand on fait varier ...
- la fréquence : joue aussi sur la luminosité, mais elle a aussi un effet non négligeable sur la couleur ...

Là, c'est faux, ou on ne parle pas de la même chose.

Une LED fonctionne en continu, ou plus exactement, en courant unipolaire. Si la source est alternative, elle doit être redressée car la LED supporte mal les tensions inverses. Dans ces conditions, il est illusoire de penser que la fréquence va modifier la couleur. La couleur dépend, par construction (dopages utilisés), des matériaux utilisés pour la fabriquer. L'effet visuel peut être modifié par le courant qui la traverse, point à la ligne.

Tu ne dois pas chercher ailleurs la "curiosité" puisqu'elle résulte du scepticisme par rapport à l'effet visuel que tu sembles attribuer à la fréquence.

Pour parler pratique, et dissiper tous malentendus, peux-tu:

1- préciser si tu disposes d'un des inverters dont tu as donné des schémas?

2- donner des exemples/références/liens/... vers les éléments électroluminescents auxquels tu fais allusion?

[fred76290]

Voici l'introduction, pour savoir de quoi on parle. Déjà là, j'ai un problème. EL est défini comme électroluminescent. S'agit-il de LED ou est-ce encore autre chose? On pourrait bien le croire.

Désolé, je pensais que dire "les plaques et fils électroluminescents (EL)" était suffisant pour écarter les LED. Aussi, quand je rajoutais "Les composants EL doivent être alimentés avec une tension alternative de 50 à 150 V environ, et à des fréquences de 50 à 2000 Hz.", je pensais que ça retirait aussi la famille des LED...

Le principe est expliqué en détail par exemple ici sur Wikipedia.

Peux tu :

1- préciser si tu disposes d'un des inverters dont tu as donné des schémas?

Oui, comme je l'ai dit, les inverters dont je dispose correspondent au deuxième schéma. L'interdiction qui est faite de modifier les messages dans ce forum passés 5 minutes m'empèche de retirer le 1er schéma.

2- donner des exemples/références/liens/... vers les éléments électroluminescents auxquels tu fais allusion?

Il ne s'agit effectivement pas de diodes électroluminescentes, mais de véritables composants filaires ou surfaciques électroluminescents qui ressemblent à ça :




Cette technologie est très utilisée pour le rétroéclairage des afficheurs à cristaux liquides. On trouve des fils, des bandeaux et des plaques. Les procédés de fabrication sont très archaïques (souvent dans un atelier de fortune) en Chine (en général) et n'offrent pas des caractéristiques très répétables d'un lot à un autre. C'est pourquoi on doit ajuster la tension et la fréquence d'alimentation fournie par l'inverter pour régler (un peu) la couleur et la luminosité à ses besoins. Je fais de l'astrophotographie, c'est à dire de la photographie de galaxies ou de nébuleuses à l'aide d'un télescope. On a besoin d'une référence lumineuse blanche (ou presque) et uniforme pour une des étapes de la prise de vues. Les panneaux électroluminescents sont biens pour cet usage car peu encombrants, contrairement aux montages avec des LEDs.

[fred76290]

Sinon, effectivement mon message initial #1 n'est pas très clair, la faute à un "couper/coller" malencontreux qui a supprimé une des phrases de mon message, et bien sur à cette f****e règle des 5 minutes du forum. J'espère que mon message #14 apporte les clarifications nécessaires.

Ceux qui souhaitent en savoir plus sur la technique de prises de vues en astrophotographie peuvent me contacter en MP ou bien lire cette page ou celle ci. En gros la photo d'une plage uniforme blanche permet de supprimer le vignettage et de retirer les traces des poussières sur les photos.

[DAUDET78]

Si tu veux vraiment faire varier la fréquence, tu laisses tomber tes deux montages et tu ne gardes que les deux NPN et le transfo du deuxième.

Ensuite, un oscillateur à NE555, un diviseur par deux et on attaque les bases des NPN avec Q*OutNE555 et /Q*OutNE555

[gienas]

Bonjour à tous

Là, au moins, les choses sont claires, et je viens d'apprendre quelque chose.

... tu ne gardes que les deux NPN et le transfo du deuxième ...

C'est exactement la réponse que j'allais proposer.

... Ensuite, un oscillateur à NE555, un diviseur par deux et on attaque les bases des NPN avec Q*OutNE555 et /Q*OutNE555

Le diviseur par deux est obligatoire, pour assurer une durée équivalente des deux demi périodes du signal de commande des transistors, dont la symétrie a déjà été évoquée. Le 555 doit donc être calculé pour une fréquence double.

Bien entendu, ce n'est pas une liaison directe entre les sorties de bascule qu'il faut faire. Il faut des résistances qui fixent/limitent les courants base, mais il faudrait avoir une idée des courants collecteur, donc de la puissance approximative prélevée au secondaire.

Si la bascule est incapable de fournir le courant nécessaire, il faudra peut-être ajouter un étage "amplificateur" composé de chaque côté, d'un transistor petits signaux.

C'est tout cet ensemble, somme toute mineur, que j'appelais driver de base dans un de mes messages précédents.

[DAUDET78]

C'est exactement la réponse que j'allais proposer.

Les grands esprits se rencontrent !

Bien entendu, ce n'est pas une liaison directe entre les sorties de bascule qu'il faut faire. Il faut des résistances qui fixent/limitent les courants base, mais il faudrait avoir une idée des courants collecteur, donc de la puissance approximative prélevée au secondaire.

je suis resté volontairement dans le vague .... Si notre ami fred76290 accroche à la solution, on pourra aller plus loin ! Et au besoin proposer un TL494 qui fait tout le travail ....

[fred76290]

Pour un exposé sur la variation de couleur en fonction de la fréquence, voir ce papier (en anglais).

Pour des détails techniques très documentés c'est ici.

[fred76290]

Bien entendu, ce n'est pas une liaison directe entre les sorties de bascule qu'il faut faire. Il faut des résistances qui fixent/limitent les courants base, mais il faudrait avoir une idée des courants collecteur, donc de la puissance approximative prélevée au secondaire.

La surface de mon écran EL est de 930 cm² (12"x12"). Sa consommation est de l'ordre de 0,2 A à 135 Vac et 1450 Hz (c'est ce que délivre l'un de mes inverseurs).

J'ai tenté un truc hier soir, mettre un variateur PWM (variateur de LEDs qu'on trouve à moins 3 EUR sur eBay) sur l'alimentation en 12V de l'inverseur. Ca me permet de faire varier la luminosité de presque rien à la pleine puissance, mais la couleur ne change pas. Il y a bien des plages pour lesquelles la lumière de l'écran clignote un peu, mais il suffit de tourner un peu le potentiomètre pour arriver à une intensité lumineuse stable. Par contre, je ne sais pas si c'est un montage qui est fiable dans le temps...

Les écrans EL délivrent une lumière bleutée. Or en astrophoto, on doit faire la plage de lumière blanche sur l'ensemble du spectre, dont le rouge. C'est pourquoi il est important de réduire le bleu et d'augmenter le rouge autant que possible. D'où la nécessité de jouer avec la fréquence.

[fred76290]

Bonjour

Visiblement, faire varier la fréquence des inverseurs vendus dans les kits de plaques ou fils EL est hors de portée du commun des mortel, même si ça semble simple à qui possède des bonnes notions d'électronique.

J'oublie donc cette idée.

En tous cas, merci pour vos réponses, et votre insistance pour plus de détails, ça m'apprendra à être plus clair...

A+

Fred

[gienas]

Bonsoir à tous

... Visiblement, faire varier la fréquence des inverseurs vendus dans les kits de plaques ou fils EL est hors de portée du commun des mortel, même si ça semble simple à qui possède des bonnes notions d'électronique ...

Rien que de devoir sortir un fer à souder exclut, d'entrée de jeu, pas mal de monde.

Comme tu y étais disposé et préparé, ce n'était pas impossible.

... J'oublie donc cette idée ...

C'est probablement préférable, mais pas pour la raison "électronique".

Maintenant que nous savons ce que tu cherches, je comprends que des aléas, des dérives, des instabilités allaient te contrarier dans le problème très pointu (optique) qui est le tien.

Ce sera intéressant, si tu trouves ta solution, de nous en parler ici même.

[fred76290]

Manipuler un fer à souder ne me contrarie pas du tout. Mais là où ca devient plus compliqué c'est quand il faut faire un circuit imprimé.

Déssouder ou souder un condensateur ou une résistance, ça va. Ajouter un potentiomètre aussi. Faire un montage un chouya plus complexe sans circuit imprimé, pas de soucis. Mais faire un CI...

J'espérais qu'il aurait été possible de modifier très simplement les inverseurs du commerce pour en faire varier la fréquence. Ce n'est pas possible.

S'il fallait fabriquer un inverseur soi même, j'ai donné le montage dans un message précédent (paragraphe en italiques). Avec ce montage on peut contrôler la fréquence. En ajoutant un potentiomètre sur l'alimentation on peut tout aussi facilement moduler la tension de sortie. Malheureusement, c'est trop compliqué - en apparence certainement - pour la plupart des gens.

A+

Fred

[DAUDET78]

Avec ce montage on peut contrôler la fréquence.

oui

En ajoutant un potentiomètre sur l'alimentation on peut tout aussi facilement moduler la tension de sortie.

Non .....
Car le potentiomètre est parcouru par un courant important ! Il faut faire une alimentation stabilisée réglable par un potentiomètre

[Tropique]

S'il fallait fabriquer un inverseur soi même, j'ai donné le montage dans un message précédent (paragraphe en italiques). Avec ce montage on peut contrôler la fréquence.

Tu peux juste l'augmenter: comme le transfo est prévu pour saturer juste à la fréquence nominale, il ne sera pas possible de la diminuer (ou alors il faudrait diminuer la tension de façon proportionnelle, mais ça ne te conviendra probablement pas vu que rien que pour conserver la luminosité constante, il faudrait déjà l'augmenter....)
A part un onduleur 100% électronique, style générateur de sonnerie pour SLIC, il n'y a pas vraiment de bonne solution dans ton cas.

[gienas]

... Mais là où ça devient plus compliqué c'est quand il faut faire un circuit imprimé ...

C'est l'étape ultime, le circuit imprimé. Avant d'en arriver là tu peux dégrossir le tout, sans presque besoin de fer à souder, en utilisant des plaques Labdec par exemple.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Platine...%A9rimentation

Le circuit imprimé est aussi "obligatoire" pour faire des séries (de plus de un exemplaire )

Si un seul prototype peut te suffire, tu peux réaliser quelque chose de très approchant, avec des plaques à trous.