Résistance de limitation de courant - charge d'un condensateur

[Mcpcan]

Bonjour à tous,

Je m’intéresse depuis pas mal de temps aux alimentations à découpage; J'ai compris les différents type de convertisseurs mais je me pose toujours une question par rapport au calcul de la résistance de limitation pour la charge des condensateurs en 325VDC (idéalement).

Sur le schéma récupéré sur internet pour l'explication, on voit 2 condensateurs de 680 µF en séries, imaginons qu'il y en ai qu'un seul de 340µF et qu'il n'y ai pas le relais pour faire plus simple.

Voici la formule du courant traversant la résistance (et le condensateur bien entendu) : I = V / R * (e- t / RC)

Donc avec R = 100 ohms , C= 340µF, t = 0s et V = 325V.
On a :

I = 325 / 100 * (e(-0/(100*0.00034))) = 325/100 = 3,25A

Pr = V*I = 325*3.25 = 1056 Watts.

Selon le schéma, il n'y a qu'une (pauvre) résistance de 5W qui subit beaucoup trop jusqu'à t = 91ms ou la elle dissipe 5W jusqu'à atteindre 0W à 170ms.

Certes ce n'est qu'un court instant mais ça me parait énorme! Si on a par exemple C = 4700µF avec les mêmes autres paramètres :

A t = 0: Toujours I = 3,25A mais la puissance est trop grande non plus pendant 91ms mais pendant 1,25s. C'est long pour une résistance!

N'est-il pas préférable de prendre une résistance capable de supporter le courant qui la traverse à t=0?

Comment peut-on calculer cette valeur de résistance et sa puissance max en fonction du condensateur derrière? (Sachant qu'on court-circuite la résistance arrivé à t = 5*RC)

Car 1056W c'est trop gros pour moi Sur internet c'est un peu la jingle par rapport à ce choix.

Merci bien pour vos avis,

bonne soirée


-----

[invitee05a3fcc]

Bonjour Mcpcan et bienvenue sur FUTURA

Voici la formule du courant traversant la résistance (et le condensateur bien entendu) : I = V / R * (e- t / RC)

C'est faux ! En effet, on ne charge pas le condensateur avec du 325V .... Mais avec des arches de sinusoïde positives données par le pont redresseur alimenté en 230V AC .
Si tu branches, manque de pot, ton truc juste au max de l'arche, tu a bien une puissance crête de 1056W mais qui décroit très rapidement avec la descente de l'arche !

Si tu veux faire le calcul , tu va devoir te lancer dans les intégrales ! Bon courage !

Selon le schéma, il n'y a qu'une (pauvre) résistance de 5W qui subit beaucoup trop

Non . La puissance de 5W, c'est en régime établi avec du DC. Ici, c'est de la puissance impulsionnelle et la constante thermique de la résistance est à prendre en compte. Le schéma est bon

N'est-il pas préférable de prendre une résistance capable de supporter le courant qui la traverse à t=0?

Non, ça va te couter une fortune (en prix et en place) pour rien

Pour info (alim de PC), on peut utiliser une CTN (fait pour) de 20 Ohm qui, en chauffant, va voir sa résistance tomber rapidement vers une valeur faible. Ceci évite l'usage d'un relais

PS : avec un programme de simulation, tu peux avoir une idée de la forme du courant en fonction de la position sur l'arche au moment de la mise en marche .

[Mcpcan]

Bonjour tous le monde, et merci Daudet78,

En effet je suis peut être allé un peu vite en estimant que la tension a prendre en compte est de 325V. J'idéalise.

Mais il est vrai qu'il serait mieux si je prenais en compte uniquement les arches des sinusoïdes pour mon calcul. J'aime la pratique mais je préfère quand il y a une explication théorique derrière.

Je vais voir pour simuler le cas avec un seul condensateur de 340µF puis de 4700uF pour voir. Je suis d'accord pour les CTN mais je suis quand même curieux de connaître le raisonnement a avoir pour une simple résistance. S'il faut faire des intégrales, pourquoi pas! Mais si quelqu'un la déjà fait, je ne suis pas contre

Merci pour votre aide.

[Qristoff]

Bonsoir,
En fait, tout dépend du choix de la technologie de la résistance. Certaine de puissance sont caractérisée dans leur datasheet pour des surpuissances dans le temps.

Par exemple, cette petite résistance de 20W peut encaisser plus de 250W pendant 10ms !

Dans cette datasheet, il y a un bon exemple de calcul de puissance.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6a6d92c7]

Intégrales ou pas, c'est fichu d'avance : un tel système n'admet pas de solutions analytiques...

On se trouve rapidement avec une équation de la forme a.cos( f(t) ) = b.exp( g(t) ), qui ne peut être résolu que graphiquement, ou par des méthodes numériques (dichotomie,...).

Ceci à cause du pont de diodes et de son caractère non-linéaire : on a des arches de sinusoïde seulement si la tension aux bornes de la charge est toujours inférieur à la tension d'entrée, ce qui n'est plus vrai après la première alternance, puisque le condensateur se charge. Du coup, la conduction des diodes est incomplètes : elles ne conduisent que pendant un intervalle plus ou moins court, qui se termine à chaque sommet de la tension secteur.

Si on avait une belle tension en arches (c'est-à-dire que le pont de diode serait réversible en courant), il suffirait de résoudre un système différentiel linéaire! Là...

[invite5637435c]

Bonjour,

je ne sais pas si tu as bien compris les alimentations à découpages mais j'ai quelques doutes...

Les 2 condensateurs en série dépendent essentiellement de 2 choses:

1/ Si c'est une alimentation universelle, dans ce cas ils permettent de basculer en mode 115VAC ou 230VAC (moyennant un sélecteur manuel -> vieille architecture ou automatique -> commutation électronique)
2/ Si l'architecture est par exemple un demi-pont c'est incontournable.

La résistance de pré-charge dépend de l'appel de courant à la mise sous tension.
Jusqu'à 300W une simple CTN suffit, au delà il faut adopter ce montage ou mieux avec un thyristor.
Donc pour pouvoir te répondre finement dans les 2 cas il est nécessaire de connaitre le contexte complet de ton alimentation.
@+

[Mcpcan]

Bonjour a tous et merci pour vos réponses,

C'est dommage que l'on ne puisse pas faire de calculs analytiques pour connaître la puissance nécessaire. Mais vu comme ça, ça serait trop compliqué!

Impressionnant la puissance que peut supporter en pointe une résistance. Je ne pensais pas autant quand même!

Bonjour,

Je ne sais pas si tu as bien compris les alimentations à découpages mais j'ai quelques doutes...
Donc pour pouvoir te répondre finement dans les 2 cas il est nécessaire de connaître le contexte complet de ton alimentation.

Je n'ai pas d'alimentation a étudier, je cherche juste a comprendre comment trouver une valeur correcte de la résistance et de sa puissance pour différentes valeurs de condensateurs comme en #1. Faire l'équivalence des condensateurs est juste plus simple pour les calculs que j'avais fait.

Les 2 condensateurs en série dépendent essentiellement de 2 choses:

1/ Si c'est une alimentation universelle, dans ce cas ils permettent de basculer en mode 115VAC ou 230VAC (moyennant un sélecteur manuel -> vieille architecture ou automatique -> commutation électronique)
2/ Si l'architecture est par exemple un demi-pont c'est incontournable.

Dans le cas des 2 condensateurs en série, je suis tout a fait d'accord avec ces points.

La résistance de pré-charge dépend de l'appel de courant à la mise sous tension.
Jusqu'à 300W une simple CTN suffit, au delà il faut adopter ce montage ou mieux avec un thyristor.

D'accord mais l'appel de courant durera plus longtemps si le condensateur a charger est plus gros, donc il faudra prévoir une résistance qui supporte plus mais comment dimensionner cette puissance selon la valeur du condensateur?

Dans un cas général, si les condensateurs sont de forte capacité, c'est que la puissance de l'alimentation est plus importante, donc en estimant que les CTN ne suffisent plus qu'elle résistance suffit?

Quelle est ce montage a thyristor? Je ne le connais pas, comment s'appelle t'il?