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alimentation de labo



  1. #1
    HAYAC

    alimentation de labo

    Bonjour à tous et pour l’occasion bonne et heureuse année 2015,

    But :

    Réaliser une alimentation de labo 10A / +30V, 0V, -30V ajustable en tension et intensité par microcontrôleur pour équipement d’atelier.


    L’hésitant :

    - Transformateur torique 230V / 33v, 0v, 33v 11,8A
    - 2SA1494 et 2SC3858
    - MJ11015 et MJ11016
    - AOP divers et variés, Opto idem et normalement presque tout le nécessaire.

    Réflexions :

    - Isolation galvanique ou pas entre la puissance et la commande
    - Utilisation des fonctions PWM des microcontrôleurs ou le DAC.
    - Usage de cette alimentation en deux modes :
    o Alimentation symétrique +0 à 30V, 0V, -0 à 30V 10A
    o Alimentation simple 0 à 60V 10A

    Recherche :

    Beaucoup de forum sur le sujet, de schéma, dont sonelec-musique et abcelectronique et bien sur ce forum mais rien de vraiment satisfaisant sur le sujet.
    Dans l’hypothèse de l’usage des entrées et sortie ADC et DAC d’un microcontrôleur Atmel, Microchips ou ST ma définition serait de 1024 soit 30V/1024 soit 0.02V et de 0.009A ce qui me semble acceptable pour une alimentation de labo (dans la théorie d’une réalisation parfaite).
    Fonctionnement :
    - Régulation à la tension fixée si intensité fixée n’est pas atteinte.
    - Régulation à l’intensité fixée si la tension fixée est atteinte.
    - Contrôle autonome (pour affichage) en mode symétrique avec maintien de la symétrie de tension et régulation en intensité fixée sur la plus grande des deux valeurs (gestion en programmation).

    Mes ignorances :

    - Dans le cas d’utilisation d’une isolation galvanique comment transmettre les commandes DAC et information ADC ?
    - Je ne maitrise pas du tout la conception de puissance (calcule, choix de structure) de ce type mais avec des orientations de votre par je peux chercher et apprendre.

    Remarque personnel :

    - Certain me connaisse déjà donc inutile de vous fatiguer avec des conseils du type ça existe déjà tout fait ou pourquoi réinventer la roue, effectivement, c’est bien le cas j’en ai même une AMREL PPS-1326.
    Le but est de comprendre (apprendre) la réaliser avec votre aide et de ce fait aider le reste de la communauté avec nos avancés sur le sujet.
    Ce type d’équipement est cher et avec un simple recyclage de matériel divers ça me semble une façon utile de ne pas jeter.

    Dans l’attente de vous lire,

    Cordialement,

    -----


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  3. #2
    DAUDET78

    Re : alimentation de labo

    Faire une alim de labo dont la régulation est gérée par un µC, c'est complétement idiot .
    Par contre, piloter les consignes de tension, de courant limite de manière à avoir une alimentation programmable à distance ou dans le temps et afficher les valeurs de courant/tension de sortie, C'est OK
    Et d’ailleurs, ça existe depuis des lustres (les premières étant pilotées par un bus GPIB)

    Donc, en résumé, on fait une alimentation avec régulation analogique (et au besoin une pré-régulation à découpage pour limiter les dissipations thermiques)
    Et seulement ensuite, on gère les paramètres en lecture/écriture avec un µC
    L'age n'est pas un handicap .... Encore faut-il arriver jusque là pour le constater !

  4. #3
    Antoane

    Re : alimentation de labo

    Bonjour,

    Complètement idiot car lent et imprécis. C'est comme ça que fonctionnent toutes les bonnes alim de labo "numérique". tu as deux tensions et deux courants affichés sur la facade :
    - ceux paramétrés ;
    - ceux effectivement régulés.
    L'une des valeurs paramétrées étant très proche de son équivalent régulé.

    Et pour la partie régulation, par exemple : http://forums.futura-sciences.com/pr...reference.html

    Dernière modification par Antoane ; 17/01/2015 à 11h59.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  5. #4
    HAYAC

    Re : alimentation de labo

    Bonjour DAUDET78,

    Ok, toujours aussi cash, alors pourrais-tu expliciter la différence entre régulation par µC et pilotage des consignes.
    Concrètement je ne voie pas la différence qui traite quoi ?
    Et d’ailleurs, ça existe depuis des lustres (les premières étant pilotées par un bus GPIB)
    C'est exactement ce que j'ai dit dans
    Remarque personnel :

    - Certain me connaisse déjà donc inutile de vous fatiguer avec des conseils du type ça existe déjà tout fait ou pourquoi réinventer la roue, effectivement, c’est bien le cas j’en ai même une AMREL PPS-1326.

  6. #5
    DAUDET78

    Re : alimentation de labo

    Citation Envoyé par HAYAC Voir le message
    Concrètement je ne voie pas la différence qui traite quoi ?
    En analogique :
    • Régulation de la tension de sortie
    • Limitation du courant de sortie


    En numérique (µC)
    • Consigne de la valeur de la tension de sortie
    • Consigne de la valeur du courant de sortie
    • Mesure de la valeur de la tension de sortie
    • Mesure de la valeur du courant de sortie
    • Mesure de la température du radiateur (?)
    L'age n'est pas un handicap .... Encore faut-il arriver jusque là pour le constater !

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    HAYAC

    Re : alimentation de labo

    Alors si je suis bien :
    - Je redresse et filtre la sortie de transformateur.
    - Je régule la tension de sortie et limite le courant.
    - je protégé le tout.
    Pour ça il y à des exemples plein le net, la ou je ne suis pas c'est l'interfaçage avec l'µC.
    Par quel principe "consigner" les valeurs de tension et d'intensité dans ce système analogique ?

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  10. #7
    DAUDET78

    Re : alimentation de labo

    Citation Envoyé par HAYAC Voir le message
    Pour ça il y à des exemples plein le net, la ou je ne suis pas c'est l'interfaçage avec l'µC.
    Quel que soit le schéma, tu as toujours :
    - une référence de tension qui pilote la tension de sortie
    - une référence de tension qui commande le courant max de sortie

    Il faut donc deux DACs pilotés par ton µC
    L'age n'est pas un handicap .... Encore faut-il arriver jusque là pour le constater !

  11. #8
    DAT44

    Re : alimentation de labo

    Bonjour,
    Citation Envoyé par HAYAC Voir le message
    L’hésitant :

    - Transformateur torique 230V / 33v, 0v, 33v 11,8A


    o Alimentation symétrique +0 à 30V, 0V, -0 à 30V 10A
    o Alimentation simple 0 à 60V 10A
    si la régulation est de type linéaire, le courant de sortie est égale au courant du transformateur que divise racine de deux (1.414) donc ici normalement Imax=11.8/1.414=8.34 ampères

    Citation Envoyé par HAYAC Voir le message
    Recherche :


    ma définition serait de 1024 soit 30V/1024 soit 0.02V et de 0.009A ce qui me semble acceptable pour une alimentation de labo (dans la théorie d’une réalisation parfaite).
    en fait on est plus prés d'un pas de 0.03 volt

    Citation Envoyé par HAYAC Voir le message
    Mes ignorances :

    - Dans le cas d’utilisation d’une isolation galvanique comment transmettre les commandes DAC et information ADC ?
    - Je ne maitrise pas du tout la conception de puissance (calcule, choix de structure) de ce type mais avec des orientations de votre par je peux chercher et apprendre.
    - tu peut envoyer les commandes en liaison série isoler galvaniquement.
    - en mode linéaire sur une alim, le radiateur doit pouvoir dissiper la totalité de la puissance fournis par le transformateur (ici 800 W) autant dire qu'il faut qu'il soit "balaise" sans ventilateur.
    Dernière modification par DAT44 ; 17/01/2015 à 13h39.

  12. #9
    HAYAC

    Re : alimentation de labo

    Effectivement,

    Je sais bien que lorsque l'on est sur de tel tension et intensité le refroidissement est une vrai question à ne pas négliger.

    Pour la définition de la tension si je reste sur 0.05V c'est déjà pas mal, je ne me sens pas ni en terme de competence ni de moyen d'approche une alimentation AGILENT, pour le courant, idem 8A efficace avec un pas 0.02A.

    L'usage de cette alimentation est entre autre de pouvoir alimenter de étages d'ampli audio de forte puissance pour diagnostique et réparation et bien sur d'autres montages gourmand en tension et intensité.

    DAUDET78,

    Pour ce qui est des DAC pas de probléme sauf que :
    - sans isolation le GND est commun et la plage est de 0 à 5V.
    - sauf erreur je dois en prévoir 4 pour la partie symétrique ?!

    Ce qui me ramène à un gestion potentiel de la tension en PWM s'il est possible d'avoir de la précision avec un tel système ?

  13. #10
    Zenertransil

    Re : alimentation de labo

    Citation Envoyé par DAT44 Voir le message
    Bonjour,

    si la régulation est de type linéaire, le courant de sortie est égale au courant du transformateur que divise racine de deux (1.414) donc ici normalement Imax=11.8/1.414=8.34 ampères
    ça m'étonnerait... D'ailleurs ça n'est jamais vrai! Tu confonds avec le calcul de la tension crête!
    -Charge type courant constant après le pont de diodes (charge RL, ou filtre LC et charge quelconque) : IRMS au secondaire = Isortie
    -Charge type tension constante après le pont de diodes (condensateur directement sur le pont de diodes et charge quelconque (régulateur, etc)) : le calcul est excessivement complexe, il dépend des paramètres du transfo, du pont de diodes et de la capacité. Il dépend également de l'ondulation de tension que l'on accepte sur la sortie : plus on veut que ce soit lisse, plus on le paye sur le facteur de puissance. Donc ne pas en faire trop! Avec 10% d'ondulation, on peut espérer ne pas être trop en dessous de IRMS au secondaire = 2 x Isortie.

    Pour faire un truc fiable, ne pas descendre en dessous de cette valeur!
    Choisis un travail que tu aimes, et tu n'auras pas à travailler un seul jour de ta vie

  14. #11
    DAUDET78

    Re : alimentation de labo

    Citation Envoyé par HAYAC Voir le message
    L'usage de cette alimentation est entre autre de pouvoir alimenter de étages d'ampli audio de forte puissance pour diagnostique et réparation et bien sur d'autres montages gourmand en tension et intensité.
    Ben, tu verras que deux bons potentiomètres pour la tension et le courant , c'est plus pratique qu'un µC !
    Perso, j'ai des roues codeuses pour la tension et un commutateur de gamme pour le courant
    la plage est de 0 à 5V.
    A bon ? je ne suis pas au courant ! Au fait, tu sais qu'un ampliOP, ça existe ?
    - sauf erreur je dois en prévoir 4 pour la partie symétrique ?!
    Parce que tu vas alimenter ton ampli en +30 et -40V ? avec des courants max de +5A et -10A ?
    L'age n'est pas un handicap .... Encore faut-il arriver jusque là pour le constater !

  15. #12
    HULK28

    Re : alimentation de labo

    Citation Envoyé par Zenertransil Voir le message
    -Charge type tension constante après le pont de diodes (condensateur directement sur le pont de diodes et charge quelconque (régulateur, etc)) : le calcul est excessivement complexe, il dépend des paramètres du transfo, du pont de diodes et de la capacité. Il dépend également de l'ondulation de tension que l'on accepte sur la sortie : plus on veut que ce soit lisse, plus on le paye sur le facteur de puissance. Donc ne pas en faire trop! Avec 10% d'ondulation, on peut espérer ne pas être trop en dessous de IRMS au secondaire = 2 x Isortie.

    Pour faire un truc fiable, ne pas descendre en dessous de cette valeur!
    D'ailleurs j'ai indiqué tous ces calculs ici:
    http://forums.futura-sciences.com/pr...ammable-8.html

    A partir de la page 8.
    @+
    Tout est bien qui finit.

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  17. #13
    HAYAC

    Re : alimentation de labo

    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    Ben, tu verras que deux bons potentiomètres pour la tension et le courant , c'est plus pratique qu'un µC !
    Perso, j'ai des roues codeuses pour la tension et un commutateur de gamme pour le courantA bon ? je ne suis pas au courant ! Au fait, tu sais qu'un ampliOP, ça existe ?Parce que tu vas alimenter ton ampli en +30 et -40V ? avec des courants max de +5A et -10A ?
    Prends du recule,
    Si tu me trouve la solus pour le -10A je prends je vais faire des économie avec EDF
    Il va bien être nécessaire d'effectuer la même régulation en positif et en négatif non ? c'est de cette façon que je le pensais en tout cas.
    Pour ce qui est des AOP, je connais je les aient même site dans mon premier post ça ne change rien au problème de masse commune.
    Dernière modification par HAYAC ; 17/01/2015 à 15h06. Motif: Rerreur de frappe

  18. #14
    DAUDET78

    Re : alimentation de labo

    Citation Envoyé par HAYAC Voir le message
    Il va bien être nécessaire d'effectuer la même régulation en positif et en négatif non ? c'est de cette façon que je le pensais en tout cas.
    Donc deux DACs
    Le DAC ne régule rien .... il donne la consigne à la régulation .
    L'age n'est pas un handicap .... Encore faut-il arriver jusque là pour le constater !

  19. #15
    HAYAC

    Re : alimentation de labo

    Désolé je ne suis pas,
    En analogique :
    un potentiomètre pour la tension et un pour l'intensité * voie
    En numérique :
    un DAC pour la tension et un autre pour l'intensité * voie donc 4 non ?

  20. #16
    DAUDET78

    Re : alimentation de labo

    Citation Envoyé par HAYAC Voir le message
    Désolé je ne suis pas,
    On est mal barré ........

    Si tu fais une alimentation double ( une positive et une négative avec 0V commun), tu as la même consigne de tension et de limite de courant pour les deux alimentations.
    L'age n'est pas un handicap .... Encore faut-il arriver jusque là pour le constater !

  21. #17
    carcan

    Re : alimentation de labo

    Hello !

    j'ai réalisé une alim de ce type ... basée sur le projet de Tropique (donc régul analogique) et des DAC qui remplacent les potentiomètres.
    Dans la rubrique projets, j'en présente une tout mini avec seulement pilotage de la tension ; tu peux te baser là dessus.

    Pour une alim symétrique, tu fais 2 "blocs" alim totalement identiques intégrant ADC et DAC, tu y intègres aussi un isolateur de bus ... et tu gères le tout avec un seul µC monté sur une petite platine avec LCD, encodeur rotatif, ...

    A+
    Laurent

    Pour info : http://forums.futura-sciences.com/pr...-geree-uc.html

  22. #18
    DAT44

    Re : alimentation de labo

    Bonjour,
    comme ici la masse est commune, il est plus simple que les quatre DACs soit référencer la masse, tu place les shunts de mesure de courant en série sur la sortie + et la sortie - et tu transpose la mesure avec un AOP, afin de les renter dans la boucle d’asservissement

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  24. #19
    DAUDET78

    Re : alimentation de labo

    Citation Envoyé par DAT44 Voir le message
    et tu transpose la mesure avec un AOP,
    Y a des circuits étudiés pour . Par exemple http://www.maximintegrated.com/en/ap...dex.mvp/id/746
    L'age n'est pas un handicap .... Encore faut-il arriver jusque là pour le constater !

  25. #20
    Antoane

    Re : alimentation de labo

    Bonjour,
    Citation Envoyé par DAT44 Voir le message
    Comme ici la masse est commune, il est plus simple que les quatre DACs soit référencer la masse, tu place les shunts de mesure de courant en série sur la sortie + et la sortie - et tu transpose la mesure avec un AOP, afin de les renter dans la boucle d’asservissement
    La translation n'est même pas indispensable, regarde par exemple le design de l'alimentation de Tropique http://forums.futura-sciences.com/pr...reference.html
    Noter que pour deux alim entièrement indépendantes les masses des DAC ne sont communes que 2 à 2.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  26. #21
    HAYAC

    Re : alimentation de labo

    Bonjour à tous,

    Alors j'ai fait appel à un BE de métropole avec quelque modification du cahier des charges de départ, est surprise, je vais y laisser les deux bras .
    Je me permet donc de revenir vers vous, partant de l'alimentation de Tropique [Terminé] Alimentation de Labo: un design de référence
    Pourriez-vous me guider pour :
    1° dimensionner mes composants (voir si je peux utiliser ce que j'ai en stock).
    2° Pour la partie négative de l'alimentation dois-je simplement faire un miroir de la partie positive en remplacent les npn/pnp et en inversant les aop ?
    3° j'ai changé de transfo pour un plus gros (Primaire 220/240V, secondaire 56V/0V/56V 50Hz). Apres redressement et régulation (Hors charge) +78V/0V/-78V et (Charge de 9.6A) +66V/0V/-66V je pensais donc pouvoir sortir en DC Variable à trois points +60V/10A, 0V, -60V/10A ?
    4° j'ai fait une demande à mon fournisseur pour me trouver 4 DAC 12Bits en I2C et 5 ADC 12Bits en I2C dont un pour la température de refroidisseurs ainsi que deux isolateurs galvanique de bus I2C ce qui résous le problème de masse commune.

    Pour la partie puissance j'ai en stock des 2SA1494 et 2SC3858 insi de des MJ15024 et 25 sous leurs anciennes appelation 70483180 et 70473180.

    Cordialement,

  27. #22
    PIXEL

    Re : alimentation de labo

    pour la partie négative , il suffit de faire la même ( c'est ce qui est fait dans les alims pros) avec , évidemment
    un transfo (ou un enroulement) indépendant

  28. #23
    HAYAC

    Re : alimentation de labo

    Bonjour PIXEL,
    D’où ma question, mon transfo est à l'origine un tranformateur d'ampli audio de forte puissance comme tu t'en doute, c'est pour cela que je pensais au miroir comme dans les étages d'ampli pour pouvoir l'utiliser.

  29. #24
    HAYAC

    Re : alimentation de labo

    A ce propos, les transistor de puissance doivent êtres appairer je suppose ?
    Je n'ai pas vue ou je l'ai louper dans les posts de tropique,

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  31. #25
    PIXEL

    Re : alimentation de labo

    alors tu te compliques fichtrement la vie.....

    perso j'ai deux alim classiques à 723 , que je mets en série quand je veux du symétrique...
    simple et efficace

    inutile d'appairer les transos

  32. #26
    HAYAC

    Re : alimentation de labo

    J'ai bien noté que je m'embarquais dans un sacret chantier.
    Mais lorsque je voie le prix de telle alimentation même d’occasion, je n’ai actuellement pas d’autre solution.
    Une alim de +60V/0/-60V le tout en 10A continu sa ne blague plus, d’où mon intérêt à ça fabrication.
    De plus j’ai déjà en stock la partie des composants les plus couteux, autant que je les utilises.

  33. #27
    DAT44

    Re : alimentation de labo

    Bonjour,
    partir d'un schéma avec shunt sur le - impose une isolation galvanique des deux alims + et -

    Ton transfo n'a pas deux enroulements isoler galvaniquement, il faut donc prendre un schéma avec le shunt sur le +.

  34. #28
    HAYAC

    Re : alimentation de labo

    Bonjour DAT44,

    Effectivement, j'avais noté ta remarque précédemment, ce qui me pose problème, je doit avoir dans mon cas les DAC est ADC référencé sur les sortie positive et négative et non au neutre comme l'exemple de tropique (si j'ai tous suivie).
    Il me fraudais donc trouver une autre source, si vous en avez je suis preneur.

    Cordialement,

  35. #29
    Antoane

    Re : alimentation de labo

    Bonjour,

    Ton transformateur est torique, n'as tu pas moyen de séparer les deux enroulements ? Il "suffit" de légèrement débobiner autour de la connexion du point milieu (le secondaire est a priori en surface) et de couper.

    Pas de problème pour le dimensionnement de l'alimentation de Tropique, toutes les formules et conseils sont donnés dans les premiers post, quelques exemples peuvent être repris dans les suivant et il y a du monde pour discuter.
    Pas de problème pour utiliser cette alim en commande numérique.
    Dernière modification par Antoane ; 28/01/2015 à 18h22.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  36. #30
    DAT44

    Re : alimentation de labo

    Bonjour,
    tu as prés de 1.6 KW a dissiper, il te faut un radiateur énorme et au moins une vingtaine de transistor de puissance.
    Comme tu dépanne des amplis, pour le schéma, ce n'est pas compliqué, tu câble un AOP en suiveur avec un gain de 12.
    Comme cela, tu convertie la sortie du DAC 0 à 5 volts, en 0 à 60 volts sur ta sortie d'alim.

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