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Réalisation d'un convertisseur SEPIC



  1. #1
    xsq

    Réalisation d'un convertisseur SEPIC


    ------

    Bonjour,

    J'ai un problème avec la réalisation d'un convertisseur sepic, j'ai dimensionné le convertisseur (100kHz, Vin=12V, Voutmax~36V) et j'ai obtenu les résultats suivants:
    L1=L2=120uH
    C1=C2=220uF
    Pour la diode et le mosfet j'ai trouvé qu'il fallait qu'il résiste tout deux à 50V et 12A au minimum.
    J'ai donc essayé de réaliser le convertisseur en prenant suivant ces valeurs sauf pour la bobine où je n'ai trouvé qu'une bobine de 100uF. J'ai choisi un mosfet IRF640N et une diode 1K01AB.
    Problème la tension de sortie ne dépasse pas les 3V, quelque soit la tension d'entrée. J'ai vérifié les forme d'ondes de tous les composants j'ai plus ou moins les bonnes formes d'onde, mais je ne comprend pas pourquoi la tension de sortie ne suit pas... Je pense que c'est le mosfet qui ne marche pas, car j'ai simulé avec un mosfet IRHM57160 et ca marche très bien mais je ne suis pas sur.
    Quelqu'un aurait une idée?
    Merci d'avance

    -----
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  3. #2
    PIXEL

    Re : Réalisation d'un convertisseur SEPIC

    une bobine en MICROFARAD....

  4. #3
    xsq

    Re : Réalisation d'un convertisseur SEPIC

    oui désolé faute de frappe...100uH

  5. #4
    PIXEL

    Re : Réalisation d'un convertisseur SEPIC

    j'ai pas tout pigé , ça marche en simu et pas en vrai ? (ce qui est courant )

    shéma du truc ?

  6. A voir en vidéo sur Futura
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    Gagnez du temps et de l'argent grâce à nos comparatifs de produits. Parmi nos sujets :
  8. #5
    xsq

    Re : Réalisation d'un convertisseur SEPIC

    Oui, en gros c'est ça, j'ai essayé de faire le schéma en vrai avec des composants proche de ceux utilisé lors de la simu mais ça ne marche pas.

    Pour essayer de comprendre où ça ne marchait pas j'ai donc regarder les formes (courant et tension) des différents composants et cela colle à peu près à la théorie (signaux carré avec avec des tensions limites=Vin et Vout). Je vois pas pourquoi mon montage ne marche pas..
    Par contre rectification concernant les composants utilisé, la diode c'est une RHRP3060 (et non pas 1K01AB).
    Une idée?
    Merci
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  9. #6
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Réalisation d'un convertisseur SEPIC

    Bonjour,

    1. Le SEPIC n'est pas la topologie la plus simple... Pourquoi pas un boost ?

    2. D'où vient le signal de commande du mosfet ? quelle est sa tension ? quelle est son allure à l'oscillo ? ton oscillogramme du Vds ne laisse rien présager de bon. Comment le rapport-cyclique est-il ajusté ?

    3. Qu'as-tu choisi comme composants passifs ? une datasheet ? Une photo ? Les passifs d'un Sepix sont gentiment stressés, à dimensionner proprement.

    4. Le montage est-il propre ? Sur platine labdec ? plaque à bandes ? Un photo ?

    5. Le IRF640 n'est pas tout jeune... Pas hyper performant http://www.irf.com/product-info/data...ta/irf640n.pdf. La diode a un Vf énorme (2.1V -- pas étonnant pour une hyperfast-45ns / 600V) http://www.irf.com/product-info/data...ta/irf640n.pdf. Pas hyper génant pour l'instant mais il faudra la changer pour une schottky 5A un jour ou l'autre.
    Dernière modification par Antoane ; 16/01/2015 à 21h03.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

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  11. #7
    xsq

    Re : Réalisation d'un convertisseur SEPIC

    Bonjour,

    1. J'aimerai pouvoir abaisser et élever la tension, c'est pourquoi j'ai choisi le SEPIC
    2. La commande du mosfet vient de la sortie TTL du GBF en 0 ou 5V. Pour le rapport cyclique j'essaie pour l'instant d'avoir Vin=Vout avec un rapport cyclique=50%, en augmentant (ou diminuant) le rapport cyclique j'ai bien la tension de sortie qui augmente (diminue) mais comme dis, ce ne sont pas les bonnes valeurs.
    Pourquoi l'oscillogramme ne laisse rien présager de bon? Il me semble qu'en théorie le signal devrait être carrée de 0 à Vin+Vout ce qui est à peu près le cas. (en regardant de loin^^)
    3. J'ai plus ou moins pris ce que j'ai pu trouver, j'ai pris des bobine et capa avec les valeurs proche de ce que j'ai calculer mais je n'ai pas la référence sur les composants, donc pas de datasheet... pour la photo je la mettrai plus tard j'ai pas le circuit sous la main. Mais en y repensant, il se peut que les composants que j'ai pris ne supporte pas une telle fréquence (100kHz), pour les courant et tension si les composants étaient trop stressé ils auraient claqué non?
    4.Propre c'est à dire? c'est sur une plaquette labdec.
    5. De meme pour le mosfet et la diode, j'ai pris ce que j'avais sous la main... Sinon j'ai un autre mosfet le IRF3415, j'ai testé le circuit avec mais ça me donne la meme chose.

  12. #8
    PIXEL

    Re : Réalisation d'un convertisseur SEPIC

    à 100 kHz , tes chimiques sont à la ramasse à cause de leur ESR à cette fréquence

    pas sur aussi que la self accepte , sauf si en fil divisé (LITZ)
    Dernière modification par PIXEL ; 17/01/2015 à 15h51.

  13. #9
    Zenertransil

    Re : Réalisation d'un convertisseur SEPIC

    Citation Envoyé par xsq Voir le message
    1. J'aimerai pouvoir abaisser et élever la tension, c'est pourquoi j'ai choisi le SEPIC
    Pour moi, ça ne justifie toujours pas le choix : le SEPIC n'est pas la seule topologie sans isolation galvanique qui fonctionne en abaisseur ou en élévateur! Le buck-boost traditionnel (hacheur à accumulation inductive) est beaucoup plus simple à gérer...
    Choisis un travail que tu aimes, et tu n'auras pas à travailler un seul jour de ta vie

  14. #10
    invite03481543

    Re : Réalisation d'un convertisseur SEPIC

    Bonjour,

    si tu commandes ton MOS avec ton GBF en 5V ça ne fonctionnera pas.
    On voit clairement sur tes graphes que le MOS ne conduit pas correctement.
    Ce genre de MOS à besoin de 10V min et un courant de grille plus fort.
    50V pour ton MOS pour 36V en sortie c'est un peu limite aussi.

  15. #11
    invite03481543

    Re : Réalisation d'un convertisseur SEPIC

    Après un rapide calcul tes valeurs de selfs sont erronées (si tes données que tu indiques sont bien celles-ci).

    Le rapport cyclique donne 0.755 donc DeltaIL=14.4A et L1=L2=6µH

    @+

  16. #12
    invite03481543

    Re : Réalisation d'un convertisseur SEPIC

    Et 470µF/50V en sortie pour 0.5V de ripple, condensateur faible ESR bien sur.
    Ta diode devra être une schottky pouvant tenir au moins 15A (avec un dissipateur à calculer) et tenir Vin+Vout soit 60V min.
    Voilà voilà.
    Je te suggère de commencer un truc moins ambitieux pour te faire un peu d'expérience car il y a bien d'autres choses à avoir à l'esprit pour espérer sortir quelque chose de fonctionnel... entre la théorie et la pratique il y a tout un monde que tu auras à découvrir.
    Dernière modification par HULK28 ; 17/01/2015 à 17h53.

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  18. #13
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Réalisation d'un convertisseur SEPIC

    Bonsoir,

    Pour ajouter à ce qu'écrivent mes très estimés camardes :
    - Tu ne parles pas du courant de sortie, mais pour un circuit limité à qq ampères, buck-boost ou flyback pourront convenir. Le buck-boost sort une tension négative, ce qui peut être gênant ; le flyback est aussi simple à dimensionner et à tester.
    - Ce genre de circuit ne peut correctement fonctionner sur platine labdec à cause des éléments parasites (inductance, capa...). Il faut a minima une plaque à pastilles http://www.sonelec-musique.com/elect...veroboard.html
    - il faut piloter le mosfet de découpage avec un driver idoine, demande à google de te parler de "MOSFET driver", un début : http://en.wikipedia.org/wiki/Gate_driver

    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  19. #14
    xsq

    Re : Réalisation d'un convertisseur SEPIC

    Bonjour,

    Merci pour toutes vos réponses.
    En effet j'ai vu lors de mes recherches qu'il existait d'autres topologies, mais j'ai choisi le SEPIC d'une part parce que la sortie n'est pas inversé et parce que j'ai lu que le SEPIC était celui qui avait le meilleur rendement. Après je vous le concède je n'est pas choisi le plus facile... Mais bon, vu que j'ai commencé dessus j'aimerai bien le faire marcher^^

    @HULK28: J'avais essayé de passer par la sortie 50Ω du GBF pour moduler l'amplitude mais cela n'a rien changer (par contre je n'avais pas du 0;10V mais -10;10V, je ne sais pas si ça change quelque chose au fonctionnement du MOSFET...) Courant de grille? j'ai vu qu'on pouvait mettre une résistance entre la commande et le MOS mais je ne sais pas comment la dimensionner.
    Concernant les calculs: je suis parti d'un alpha=0.5 et Ioutmax=5A d'où L1=L2=(0.5*12*10^10-6)/0.5=120uH, si j'ai bien compris dans ton calcul tu prend Voutmax donc dans mon cas 36V, j'obtiendrai donc 180uH.
    Pour ton deltaIl=14.4A c'est un calcul ou est ce que tu l'as posé tel quel? car je trouve qu'il est très important.
    Pour le condo: J'ai posé Vripple=0.1V (trop faible?) et j'ai obtenu 250uF avec alpha=0.5. si je prend avec alpha=0.75 j'aurai 375uF. Ai-je faisune erreur quelque part?
    Je pensais l'avoir bien dimensionner car la simu marchait...mais comme tu l'as dis il y a un monde entre la simu et la réalité...

    @Antoane: Je ne pourrais même pas espérer avoir des résultats s'approchant du fonctionnement abaisseur/élévateur sur du labdec?
    Suis-je obligé de passer par un driver pour tester le fonctionnement de mon convertisseur? j'ai simulé avec le convertisseur avec un uC comme commande (+optocoupleur et transistor) mais je pensais ne pas en avoir besoin pour tester le montage

  20. #15
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Réalisation d'un convertisseur SEPIC

    Bonsoir,
    Citation Envoyé par xsq Voir le message
    En effet j'ai vu lors de mes recherches qu'il existait d'autres topologies, mais j'ai choisi le SEPIC d'une part parce que la sortie n'est pas inversé et parce que j'ai lu que le SEPIC était celui qui avait le meilleur rendement.
    Avant d'aller chercher le rendement, il faut réussir à faire un circuit qui te donne la sortie que tu demandes... Remplacer un condensateur par un qui présente de moindre pertes ou changer la diode par une plus rapide permet toujours d’accroître le rendement d'un convertisseur. Dans ton cas, rassure-toi, tu sera loin, très loin des 100% théoriques.
    => Flyback.

    Après je vous le concède je n'est pas choisi le plus facile... Mais bon, vu que j'ai commencé dessus j'aimerai bien le faire marcher^^
    Re. : mauvaise idée.

    J'avais essayé de passer par la sortie 50Ω du GBF pour moduler l'amplitude mais cela n'a rien changer (par contre je n'avais pas du 0;10V mais -10;10V, je ne sais pas si ça change quelque chose au fonctionnement du MOSFET...) Courant de grille? j'ai vu qu'on pouvait mettre une résistance entre la commande et le MOS mais je ne sais pas comment la dimensionner.
    Ton GBF n'a pas de réglage de l'offset ?
    Un GBF ne convient pas pour contrôler ton mosfet, il n'est pas capable de fournir les pointes de courant nécessaire à la mise en conduction/blocage rapide du mosfet de découpage.

    Pour le condo: J'ai posé Vripple=0.1V (trop faible?) et j'ai obtenu 250uF avec alpha=0.5. si je prend avec alpha=0.75 j'aurai 375uF. Ai-je faisune erreur quelque part?
    Tu ne prends pas en compte l'ESR du condensateur http://en.wikipedia.org/wiki/Equival...ies_resistance

    Je pensais l'avoir bien dimensionner car la simu marchait...mais comme tu l'as dis il y a un monde entre la simu et la réalité...
    Rectification : il y a un monde entre une simulation mal paramétrée et la réalité

    Suis-je obligé de passer par un driver pour tester le fonctionnement de mon convertisseur? j'ai simulé avec le convertisseur avec un uC comme commande (+optocoupleur et transistor) mais je pensais ne pas en avoir besoin pour tester le montage
    Schéma ?
    Un bon driver de mosfet est un composant intégré, prévu pour. Exemple : http://ww1.microchip.com/downloads/e...Doc/22083a.pdf


    Il y a comme un paradoxe dans ta méthode :
    - tu essayes de faire un montage performant en choisissant la topologie apportant a priori le meilleurs rendement, en dépis de sa complexité ;
    - tu utilises ce que tu as sous la main pour réaliser ton montage...
    Pour le "plaisir", peux-tu poster des photos de ton montage et des composants passifs que tu utilises ?

    Je ne pourrais même pas espérer avoir des résultats s'approchant du fonctionnement abaisseur/élévateur sur du labdec?
    Pour reprendre les mots de la belle Carmencita : "Il est permis d'attendre, il est toujours doux d'espérer"
    Dernière modification par Antoane ; 18/01/2015 à 15h16.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

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