Exercice de Term S - Etude d'une alimentation de secours

[Grunk]

Bonjour à tous !!

J'suis en Term SI et j'ai un ptit exo pour demain ou mardi en électrique, pouvez vous m'aider svp :

Le schéma du circuit est ci joint.

Questions :
L'inducteur étant alimenté en courant continu Ie, son alimentation est confiée à un hacheur série dont la structure est représentée sur le schéma.

Le circuit inducteur (Re, Le) sera modélisé par un générateur de courant moyen <Ie>=<Ue>/Re.

Les diodes D et D1 sont parfaites l'ALI est parfait et alimenté en tensions symétrique + ou - 5V. V3=-2V.

T est un montage Darlington qu'on assimile à un transistor unique. Les courants de collecteur sont identiques aux courants émetteurs cela implique que l'on néglige les courants de base devant les courants collecteurs.

1.1 Exprimer Ib, Ib1, Ic1, puis R7 et R6. Faire les applications numériques.

1.2 Compléter le tableau suivant pour indiquer le comportement saturé/passant ou bloqué des composants suivants :

2.1 Placer le point A de fonctionnement du transistor dans le plan Ic-Vcc pour Ib2. Placer IcA et VceA.

2.2 On garde Ic = constante et on envisage une diminution de Ib de Ib2 à Ib1, Placer le nouveau point de fonctionnement A'. Placer VceA' et IcA'.

2.3 Ib=Ib0 constante placer le point de fonctionnement B avec la droite de charge représentée. On envisage une augmentation de Ic de 10% placer le nouveau point de fonctionnement B'. Placer VccB'

Mes réponses :
1. Pour Ib :
Ic = .Ib
AN:
or Ic = 9A et =30, on a donc Ib = 9/30 = 0,3A.

Pour Ib1 :
Ib=Ic1+Ib1 or Ic1=.Ib1 on a donc :
Ib=.Ib1 + Ib1 = Ib1(+1)
d'où Ib1=Ib/(+1)
AN:
Ib1=(0,3/30+1)=0,0097 A

Pour Ic1 :
Ic1=.Ib1
AN:
Ic1=30*0,0097=0,291A

Pour R7 :
Vcc=R7*Ic1 d'ou R7=Vcc/Ic1
AN:
R7=5/0.291=17,18ohm

Pour R6 :
V1=Vbe+Vbe1+UR6 doù UR6=V1-Vbe-Vbe1
UR6=R6*Ib1
V1-Vbe-Vbe1=R6*Ib1
d'ou R6= (V1-Vbe-Vbe1)/Ib1
R6=(5-0,6V-1,8)/(0,0097)=268,04 ohm

1.2 Bon sa c ok.

2.1 A partir de là j'comprends plu, merci de m'aider svp

Merci d'avance pour vos réponses !!!
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[invite03481543]

Dans ton énoncé il est écrit:

"T est un montage Darlington qu'on assimile à un transistor unique. Les courants de collecteur sont identiques aux courants émetteurs cela implique que l'on néglige les courants de base devant les courants collecteurs."

Or tu écris:

Pour Ib1 :
Ib=Ic1+Ib1 or Ic1=.Ib1 on a donc :
Ib=.Ib1 + Ib1 = Ib1(+1)
d'où Ib1=Ib/(+1)
AN:
Ib1=(0,3/30+1)=0,0097 A


Alors pourquoi tu ne dis pas Ic1=Ib?

Ton schéma n'est pas très clair (on ne voit pas ou vont les résistances de polarisation.
Renvoies un schéma plus précis et on va regarder.
hulk

[Grunk]

Voila le schéma, il manquait des traits sur le premier. Je suis désolé pour la qualité mais l'upload est limité en taille et en résolution, mais je pense que c'est assez compréhensible, je remettrais un autre schéma si vraiment vous comprenez toujours pas.

Pour Ib1 :
Ib=Ic1+Ib1 or Ic1=.Ib1 on a donc :
Ib=.Ib1 + Ib1 = Ib1(+1)
d'où Ib1=Ib/(+1)
AN:
Ib1=(0,3/30+1)=0,0097 A

Alors pourquoi tu ne dis pas Ic1=Ib?

Effectivement, j'y avais penser mais j'pensais que c'était trop facile .

Merci de m'aider pour la suite !

[invite03481543]

Bon, voici quelques résultats:

Ib=Ic/Béta=9/30= 0,3A
ça tu avais trouvé.

Ensuite, on a selon les hypothèses de simplification de départ: Ic1=Ib donc Ic1=0,3A

R7= (Vcc-Vce1-Vbe)/Ic1= 13,66 Ohms
PR7= R7 * Ic1^2= 1,23 Watt prendre 13 Ohm / 2W

Je continu après diner, y parait que ça va être brûlé!.
Hulk

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite03481543]

Juste un truc, je lis très mal les valeurs et les textes notament Vbe Vbe1, tu me facilites pas la tâche!
Je crois lire que Vbe vaut 0,6V.
Confirme moi bien les données et les questions exactes.
Hulk

[invite03481543]

Bon, je reviens plus tard que prévu sur ton affaire, et en revoyant de plus près le schéma et les données du haut je m'apperçois d'une erreur dans mes calculs.
En effet Vbe=1,8V (normal c'est un Darlington) et Vbe1=0,6V;
Ce qui donne en effet: R7=(VCC-Vce1-Vbe)/Ib

R7=(5-1,8-0,3)/0,30
et R7= 9,67 Ohms et PR7=9,67*0,3*0,3=0,87W

Prendre valeur normalisée série E24 10 Ohms/1W

R6= (V1-Vbe-Vbe1)/(Ib/Béta)

R6= (5-1,8-0,6)/(0,30/30)= 260 Ohms
PR6= 260*0,01*0,01=0,026W

Prendre résistance normalisée série E24: 270Ohms 1/4W

Je regarde demain pour les graphes.
J'espère au moins que ça t'as avancé un peu.
salut.
Hulk

[Grunk]

Merci pour tes réponses !

J'ai essayer de faire le 2.1,2.2,2.3 mais j'y arrive toujours pas. Je comprend pas ce qu'il faut faire.

Voici les valeurs : R1=500ohm, R3=3,3Kohm, R2=4.7Kohm, R4=2,2kOhm, B=B1=30, Ic=9A, Vce1=0,3V, Vbe1=0,6V , U=40V, V3=-2V.

Merci de m'aider pour la suite.

[Grunk]

Apparement pour faire cette question, il faut le graphe ci joint. Si vous pouviez me donner des indications svp.

Merci d'avance pour vos réponses !!

[Grunk]

Sa y est, j'crois que j'ai compri le placement des points.
Voici la suite :

3.1 Exprimer V2=f(R4,R5,V1 et Vc)

3.2 At=0-. V1=-5V. Exprimer =V2-Vb notamment en fonctionnement des résistances R1 à R3 et des tensions Vcc et V3.

3.3 A partir de t=0, Vc bascule à +5V que vaut alors V1? On admettra qu'a t=0+ la diode D1 n'a pas encore changé d'état.

3.4 A t=t1 Vc bascule à 0, on admettra que Va=Vce. Exprimer alors =V2-Vb=f(Vce). Quelle incidence sur V1?

3.5 En désuire la valeur de Vce noté VceM qui entraîne le basculement de V1. En déduire le rôle de la diode D1.

3.6 A t=.T, Vc bascule à -5V quelle est l'incidence sur V1? En déduire la nouvelle expression de . Que vaut alors V1 au basculemetn de Vc à t=.T+t1.

3.7 Représenter alors le graphe de V1 en fonction du temps.

3.8 Représenter la caractéristique V1=f(Vce) pendant la saturation. Représenter les sens de parcours du point de fonctionnement.

J'essaie de faire ces questions mais merci quand même de m'aider pour ces nouvelles questions !

[invite03481543]

désolé Grunk de ne pas avoir le temps de me pencher de près sur ton exo mais si tu m'envoies ce que tu as trouvé pour les courbes je te dirai si ce que tu as fais est bon.
Sachant que plus ton point de fonctionnement est près de l'axe y PLUS tu es en mode saturé au niveau saturé au niveau du transi, et plus tu es dans le milieu et plus ton transistor travaille mal puisque selon la formule consacrée P=Vce*Ic et si Vce augmente pour un même courant alors P augmente et le transi chauffe.
Donc en assurant un courant de sursaturation de 1,5 on est sur que Vce=vcesat et transi chauffe pas.
Enfin là je sort un peu du sujet.
Donc si Ib diminue alors Ic diminue puisque le gain est quasi constant et on a Ic=béta*Ib.
La caractéristique de charge que tu dois tracer te permet avec les 2 points Icsat (sur l'axe des Y) et Vcc=Vce T est à l'état bloqué)de savoir comment évoluent les caractéristiques de ton transistor en fonction des variations de ib.
L'étage d'entrée ne pose pas de difficulté on a un trigger de schmitt suiveur avec une ref au point B qui varie selon V3.
Soumets moi tes calculs je te promet de regarder ce soir après diner.

A+
HULK

[Grunk]

Pour les courbes j'ai fé un peu au hasard (ci joint) (pour les questions 2.2 et 2.3.

Alors voici ce que j'ai trouvé pour le 3.1 :

3.1 Loi des mailles :
Vc - I.R4 - I.R5 - V1 = 0
Vc - I(R4 + R5) - V1 = 0
I = (Vc - v1) / (R4 + R5)

Dans la maille contenant : Vc, R4 et V2
Vc - R4.I - V2 = 0
V2 = Vc - R4.I

V2 = Vc – (R4(Vc - V1) / (R4 + R5))
= (Vc(R4+R5)-R4.Vc-R4.V1) / (R4 + R5)
= (Vc.R4+Vc.R5-R4.Vc-R4.V1) / (R4+R5)
V2 = ( Vc.R5 + V1.R4) / ( R4 + R5)

Mais j'arrive pas à trouver Vb pour la suite, mci de m'aider :

[invite03481543]

C'est pas top.
En fait voici la démarche:
1/ Tu appliques Millman au point V2:

V2= (Vc/R4 + V1/R5) / (1/R4 +1/R5)

Tu obtiens:

V2= (VcR5 + V1R4) / (R5+R4)

Je regarde la suite.

hulk

[invite03481543]

Excuse moi je n'avais pas lu jusqu'au bout ton calcul, ton résultat est correct mais c'est plus la méthode qui est lourde.
Enfin je ne sais pas comment tu dois rédiger, je pense que tu sais quelle méthode attende tes profs.

hulk

[Grunk]

Effectivement Millman est ici plus judicieux !

[invite03481543]

Pour le 3.2 je suppose que tu veux écrire:

epsilon=V2-VB?

hulk

[Grunk]

ouin c'est bien : epsilon=V2-Vb d'après la question

[invite03481543]

on a,

epsilon=v(+) - v(-)=0 soit V2-VB=0

au point VB on peut écrire:

On applique Millman en VB:

VB= [V3/R3 + VCC/(R1+R2)] / [1/R3 + 1/(R1+R2)]

VB= [V3(R1+R2) + VCCR3]/(R1+R2+R3)

epsilon= V2- [V3(R1+R2)+(VCC*R3)/(R1+R2+R2)]

hulk

[Grunk]

Merci bcp !

Je vais essayer de faire la suite.

J'ai une question à propos de D1. Si on prend, V1=-5V et Vce=40V, peut-on dire que D1 est passant ?

[Grunk]

Tu as dit qu'Epsilon=0, j'ai donc fait une application numérique avec la grande formule pour essayer de trouver V1 et a moins que je me sois tromper dans mes calculs, je trouve V1=-75.2V.

Est ce cohérent?

[invite03481543]

non ce n'est pas cohérent car dans la formule que je t'ai mis dans mon dernier post il y a des crochets à la mauvaise place.

Il faut lire évidemment:
V2=[V3(R1+R2)+(VCC*R3)]/(R1+R2+R3]

Ce qui semble donné V2=0,7V environ.

La diode n'est passante que lorsque T conduit puisque alors VCE=1,5V

A+
HULK

[invitedb20613d]

j'y crois pas j'ai U le meme exo alors que je suis qu'en 1S

[invite03481543]

Pourquoi pas, si tu as vu le trigger de Schmitt et le transistor.
D'ailleurs je sais que même en BEP 2eme année il saurait faire cet exo.
hulk

[Grunk]

C'est bizarre que tu ais eu le même exo guizmot2, puisque c'est le prof qui la fait (en effet il crée ses sujets), à moins que t'as eu le meme prof que moi ou qu'il ment.

Pour rectifier l'erreur du crochet c'est trop tard, notre prof s'est levé d'un mauvais pied aujourd'hui et a ramassé tous les exos, j'espère que le début et les autres exos sont bons.

Sinon je te remercie beaucoup HULK28 de m'avoir aider !!

[invite03481543]

Désolé Grunk, la prochaine fois on fera mieux.

hulk