Alim avec une plage de tensions "large"

[seb.maccagnoni]

Salut,

J'essaie généralement de me débrouiller seul, mais là je ne suis pas sûr de moi alors je me suis inscrit sur ce forum pour poser cette question...
Et j'espère que je resterai longtemps et que je pourrai participer plus activement un jour

J'ai des détecteurs de mouvement HC-SR501, qui acceptent une tension d'entrée entre 5V et 20V. Ils consomment 65mA.

Cependant, je souhaite alimenter ça en 24V (tension sur mon installation domotique), du coup je mets un régulateur devant (78L12, suffisant pour 65mA : je n'ai pas besoin d'un 7812).
[accessoirement, je mets un optocoupleur en sortie du HC-SR501 pour "transformer" son 3,3V en 24V, mais ce n'est pas du tout le sujet alors je n'en parle pas plus]

Ensuite, je me suis dit que ce serait cool de pouvoir brancher n'importe quelle tension en entrée, sans être limité entre les choix "branchement direct" et "régulateur".
J'ai donc imaginé un schéma où on associerait le 78L12 à un transistor PNP (un BC557 par exemple). Mais, comme je l'ai dit plus haut, je ne suis vraiment pas sûr de moi...

Ci-joint ce fameux schéma, avec quelques explications sur mon approche.

Si certains pouvaient y jeter un œil et me donner des avis, ce serait sympa !

Merci !!!
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[PIXEL]

q1 ne conduira jamais... revois les bases de fonctionnement des transos.

[DAUDET78]

Et le 78L12 n'accepte pas 35V en entrée !
Utilise tout simplement un LM317

[PIXEL]

ou des modules tout faits fabriqués par des ch'tis n'enfants

http://fr.aliexpress.com/item/1pcs-P...9-fbb6a04fb5f6

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitee6c3c18d]

selon moi R1 ne sert à rien car le courant de base Ib va préférer se barrer vers la charge 5/65m= 75 ohms équivalent max sinon moins plutôt qu'une forte résistance de polarisation, de là il n'y aucune raison que Q1 ne cesse de conduire, ton 7812 ne jouera donc aucun rôle c ballot

[seb.maccagnoni]

q1 ne conduira jamais... revois les bases de fonctionnement des transos.

Bonsoir PIXEL,

Si tu pouvais expliquer un peu plus, ça m'aiderait.
Là je ne suis que confusion car il me semblait bien avoir compris ça de cette manière...

Et le 78L12 n'accepte pas 35V en entrée !
Utilise tout simplement un LM317

Bonsoir DAUDET78,

Je cite http://www.futurlec.com/Linear/78L12.shtml :
« Absolute Maximum Ratings : Input Voltage ... 35V »

Concernant le LM317, peux-tu en dire plus ? Je ne vois pas ce qu'il apporterait de plus que le 78L12...

ou des modules tout faits fabriqués par des ch'tis n'enfants

Je ne peux pas utiliser ça car je fais une board sur laquelle il faut que je case le tout.

le courant de base Ib va préférer se barrer vers la charge 5/65m= 75 ohms équivalent max sinon moins plutôt qu'une forte résistance de polarisation, de là il n'y aucune raison que Q1 ne cesse de conduire, ton 7812 ne jouera donc aucun rôle c ballot

Bonsoir ranarama,

Je t'avoue que je ne comprends pas vraiment. Si j'ai 24V en IN de U1, alors il y aura 12V en OUT, donc 12V sur la base... le courant, il n'ira pas genre "partout où il peut" ?


(je tiens à préciser, à destination de PIXEL et ranarama notamment, que mes bases en électronique sont purement empiriques, des souvenirs de lycées et des recherches sur Internet, donc j'ai certainement des grosses lacunes sur certains sujets)


Merci !

[invitee6c3c18d]

D'une part le bc577 est plus rapide qu'un 7812, il prendra la main des le départ et le 7812 se fait voler la primeur à t=0
D'autre part le courant prendra toujours la voie la plus directe (encore le BC577) vers la masse car c'est sa maison.
Je ne vois rien qui puisse contraindre ib à cesser de s'écouler donc le To reste ON pour moi. Si ce n'est qu'une hypothèse reste à le confirmer, je n'ai pas forcement penser au détail qui tue

[DAT44]

Bonjour,

Cependant, je souhaite alimenter ça en 24V (tension sur mon installation domotique), du coup je mets un régulateur devant (78L12, suffisant pour 65mA : je n'ai pas besoin d'un 7812).

le 78L12 se prend 12 x 65 = 780mW, il vas cramé ... il faut un 7812

ou mieux un module fait par les pti n'enfant de PIXEL.

[seb.maccagnoni]

le 78L12 se prend 12 x 65 = 780mW, il vas cramé ... il faut un 7812

Comment ça il va cramer ?
Sur la datasheet je lis :
- dans la section Features, « Output current of 100 mA »
- dans la section LM78L12AC, « Peak output current ... 140mA »

ou mieux un module fait par les pti n'enfant de PIXEL.

Oui mais non, comme indiqué je conçois un circuit imprimé, je ne peux pas inclure un module comme ça.

[DAUDET78]

Je cite http://www.futurlec.com/Linear/78L12.shtml :
« Absolute Maximum Ratings : Input Voltage ... 35V »

Décidément, tu ne sais pas lire une datasheet..
Absolute Maximum Ratings , c'est la valeur max que le 7812 peut supporter sans mourru. Mais cela ne veut pas dire qu'il sort bien du 12V.
Le 12V en sortie est garantie pour 14,5V < Vin < 27V

dans la section Features, « Output current of 100 mA »

Et tu lis aussi recommended operating conditions que la température de jonction doit être inférieure à 125° et que la résistance thermique jonction/ambiante est de 6,2mW/°C . Pour une température ambiante de 45° et une puissance de 12*0,065=0,78W , la jonction est à 45+780/6,2=170,8° . Il est mourru.

Concernant le LM317, peux-tu en dire plus ? Je ne vois pas ce qu'il apporterait de plus que le 78L12...

Il est garantie pour une tension entrée/sortie entre 3V et 40V

je ne peux pas inclure un module comme ça

Pourquoi?

[seb.maccagnoni]

Décidément, tu ne sais pas lire une datasheet..

Il faut croire que non, en effet. En même temps, ça n'a rien d'évident !

Absolute Maximum Ratings , c'est la valeur max que le 7812 peut supporter sans mourru. Mais cela ne veut pas dire qu'il sort bien du 12V.
Le 12V en sortie est garantie pour 14,5V < Vin < 27V

En effet, j'ai bien compris qu'en dehors de 14,5-27V, le 12V en sortie n'est pas assuré.
Mais dans l'absolu cela ne me dérange pas vu que derrière lui c'est un régulateur qui prend du 5V-20V.
... et j'imagine que Vin approchant les 35V, on ne sort quand même pas de cette plage-là pour Vout...

Et tu lis aussi recommended operating conditions que la température de jonction doit être inférieure à 125°

Je lis ça pour le package SO-8, mais il n'y a aucune info de ce type pour le TO-92.

et que la résistance thermique jonction/ambiante est de 6,2mW/°C

Je ne trouve pas du tout cette info dans la datasheet que j'ai donnée en lien. Tu as cette info dans une autre datasheet pour la même référence ?

Par ailleurs, pourquoi annoncent-ils « output current 100mA » dans ce cas-là ?
Ce que tu m'annonces avec ce calcul, c'est que l'intensité max devrait être de 41,3mA...

[Le LM317]est garantie pour une tension entrée/sortie entre 3V et 40V

Par contre, c'est un TO-220. Je n'ai pas beaucoup de place sur la platine en question (32mm×24mm grand max), c'est pourquoi un TO-92 me semble plus adapté.

En plus, empiriquement, je me dis que la question de la puissance est surtout liée à la taille du composant (donc aux possibilités de dissipation thermique).
Et le régulateur qui sera immédiatement "derrière" (soudé sur le HC-SR501), est un 7133-1, dans un package SOT89, donc minuscule.
Je n'arrive pas à concevoir qu'on ait besoin d'un truc aussi gros qu'un TO-220 pour "alimenter" un truc aussi petit qu'un SOT89.

Pourquoi [je ne peux pas inclure un module comme ça]

Parce que je veux concevoir une platine "autosuffisante", dont le schéma sera publié en open hardware, qu'il suffirait de brancher derrière le détecteur HC-SR501 pour pouvoir l'alimenter en 24V (tension de la domotique), pour mettre le tout de manière suffisamment sécurisée dans une boîte d'encastrement électrique 68mm standard.

Je vois trois problème avec le produit du lien de PIXEL :
- il est overkill : le minimum dont j'ai besoin, c'est un Vin de 5v, 12v ou 24v pour un Vout n'importe où entre 5v et 20v. Toute possibilité supplémentaire est un bonus ;
- je ne vois vraiment pas comment je pourrais caser ça de manière propre dans une boîte d'encastrement où il y a déjà le détecteur lui-même et la platine que je développe ;
- ça rendrait la platine que j'imagine dépendante d'un autre produit, qu'il faudrait se procurer par ailleurs.

[seb.maccagnoni]

L'explication de ranarama en #7 me semble cohérente, du coup je pense que je vais laisser tomber mon idée d'avoir une entrée commune pour toutes les tensions possibles (sauf si quelqu'un a une autre suggestion pour obtenir cette fonctionnalité).

Par contre, le choix du 78L12 reste à valider au vu de tes commentaires, DAUDET78.
(... il est toujours temps d'annuler ma commande, elle n'est pas encore expédiée. Mais le boîtier TO-92 garde ma préférence, s'il s'avère qu'il serait tout de même suffisant)

[DAUDET78]

Mais le boîtier TO-92 garde ma préférence,

On ne choisi pas un boitier sentimentalement ... mais techniquement.
De plus, si le boitier est coincé sur une carte, il sera mal ventilé. Donc, c'est pas 45° qu'il faut considérer.

[seb.maccagnoni]

Je n'ai bien sûr pas choisi ce boitier sentimentalement !
Un TO-220, je me vois mal le laisser debout (problèmes de manipulation ensuite, avec un composant qui dépasse clairement au-dessus du reste de l'équipement), il faudrait alors prévoir la place de le coucher.
Et là je suis parfaitement d'accord avec toi : ce serait clairement très (trop?) serré, ce serait mal ventilé !
Avec un TO-92, il y a justement largement la place pour le laisser suffisamment aéré.



Sinon, concernant mon questionnement autour de la résistance thermique jonction/ambiante et de l'intensité annoncée, tu saurais m'éclairer ?
Ça reste le point le plus important de ma réflexion...

Et concernant ma réflexion empirique sur la taille du composant (un boîtier TO-220 pour un courant à peu près équivalent (modulo le rendement) à ce que prend un boîtier SOT89, ça me semble surdimensionné), qu'en pensez-vous ?

Si je pouvais avoir des réponses techniques à mes questions techniques, ce serait sympa

[DAUDET78]

concernant mon questionnement autour de la résistance thermique jonction/ambiante et de l'intensité annoncée,

C'est deux paramètres qui sont indépendants :
- Le courant max de régulation ne doit pas être dépassé
- la puissance max dissipée ( calculée par Chute_de_tension x Courant_de_régulation) ne doit pas être dépassée. Et se calcule avec la température max de jonction, la température ambiante max et la résistance thermique jonction_ambiance.

Un boitier SOT89 (avec un pad de cuivre) est bien plus performant qu'un T092
http://pdf.datasheetcatalog.com/data.../402911_DS.pdf
PS : plus la température de jonction est basse, plus la durée de vie (fiabilité) du composant est longue

[gienas]

Bonjour à tous

... Je ne trouve pas du tout cette info dans la datasheet que j'ai donnée en lien. Tu as cette info dans une autre datasheet pour la même référence ?

Par ailleurs, pourquoi annoncent-ils « output current 100mA » dans ce cas-là ? ...

La résistance thermique fait l'objet de la note 5.

Ce que tu ne prends pas en compte, c'est n'importe laquelle des conditions limites énoncée est "mortelle" si elle est dépassée. S'il fallait lui attribuer une "fonction logique", ce serait un OU et surtout pas un ET.

Certaines conditions provoquent des modifications automatiques d'autres paramètres.

Bien sûr, les 100mA sont possibles, à condition que la puissance dissipée n'entraîne pas un échauffement de la jonction supérieur à la limite permise.

Or, puissance dissipée Pd=Uj*Is avec Uj tension aux bornes du régulateur, et Is le courant débité.

2,5V et 100mA cela donne 250mW

15V et 43mA cela fait 645 mW.

Je te laisse mijoter sur l'effet que cela va avoir.

Ah, j'oubliais.

Ce n'est pas un voeu qui détermine la place que doit occuper une fonction, mais le calcul des conditions dans lesquelles elle va se trouver. Dit autrement, ce n'est pas la place qui détermine l'alimentation, c'est l'alimentation qui va imposer la place dont elle a besoin.



Edit: grillé (ce qui est un très mauvais signal) par un plus rapide que moi.

[seb.maccagnoni]

Edit: grillé (ce qui est un très mauvais signal) par un plus rapide que moi.

En même temps, deux personnes qui répondent ça donne deux approches différentes et deux manières différentes d'expliquer, ce qui n'est pas de trop car j'avoue qu'avec uniquement l'explication de DAUDET78 je pataugeais encore pas mal, là je crois que j'y vois plus clair. Sincèrement, en relisant les messages je vois bien que c'est exactement la même chose et que la grande partie de ce que je ne comprends pas a déjà été expliqué... c'est probablement tes exemples chiffrés qui m'ont aidé à débloquer mon cerveau

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Donc en effet, là j'ai une dissipation de 780mW.
Si j'utilisais un 78L15, ça permettrait de réduire la dissipation à 585mW, avec un 78L18 ça ferait 390 mW (par contre, c'est le 7133-1 qui dissipera plus... mais le circuit est donné pour supporter jusqu'à 20V donc ça devrait passer).




Par contre, je n'arrive toujours pas à comprendre d'où sort la valeur de 6,2mW/°C et je n'ai pas envie de changer mon choix de composant sans avoir tout compris.



Dans la note 5, je vois une valeur θJA de 230°C/W, si j'ai tout compris c'est là-dessus qu'il faudrait se baser, ce qui donne 4,35mW/°C.
Ça donnerait alors 180°C pour mes 780mW... chaud chaud chaud

Avec un 78L18 ça donnerait 90°C, donc ça pourrait passer ?
J'ai bon ?

Dit autrement, ce n'est pas la place qui détermine l'alimentation, c'est l'alimentation qui va imposer la place dont elle a besoin.

Bien sûr, mais si on a des contraintes de dimension, il faut les prendre en compte... quitte à devoir complètement changer d'approche si nécessaire !

[seb.maccagnoni]

Ok, après réflexion pendant le repas, vous m'avez convaincu, j'ai besoin d'un 7812, pas d'un 78L12.
Je vais galérer à le caser... :/

Mais un éclaircissement sur cette valeur de 6,2mW/°C m'aiderait quand même...

[DAUDET78]

Mais un éclaircissement sur cette valeur de 6,2mW/°C m'aiderait quand même...

Sur la note 5, tu as un thêta_JA=230°C/W
Et moi, je parle d'un derating facteur=6,2mW/°C
L'un est l'inverse de l'autre

230°C/W correspond donc à 4,34mW/°C
La différence entre 4,34 et 6,2 vient du fait que je travaille avec une datasheet papier qui date de 1983 ...(Linear Data Book Texas instruments 1984)

Donc la spécification du 78L12 a évolué et en 2016 le TO92 peut dissiper un peu moins de puissance qu'en 1983

Pour une puissance dissipée de 200mW :
- En 1983 , l'élévation de température était de 200/6,2= 32,3°
- En 2016 , l'élévation de température était de 0,200*230= 46°

[seb.maccagnoni]

230°C/W correspond donc à 4,34mW/°C

Yes, on retombe sur nos pieds, on a les mêmes valeurs, j'ai tout compris et j'ai appris à mieux lire une datasheet.
Donc merci à tous, en particulier à DAUDET78 !

Donc la spécification du 78L12 a évolué et en 2016 le TO92 peut dissiper un peu moins de puissance qu'en 1983

Ah, la fabrication chinoise, mon bon monsieur...


Y'a plus qu'à trouver comment faire entrer ce fichu TO-220 sur ma board. à première vue c'est impossible, je vais devoir faire un circuit "compagnon" plus grand que le circuit qu'il accompagne... (mon objectif, la facilité de réutilisation par des particuliers, excluant les composants SMD).

(si ça vous intéresse, je posterai ici le résultat...)

[seb.maccagnoni]

Par contre, en relisant la datasheet du circuit à alimenter, je me rappelle que le courant dont je parle, 65mA, est le max.
Au repos, ce circuit consomme 50µA (ça donnerait une dissipation au repos de 0,6mW, donc 0,138°C, avec le 78L12).
La consommation augmente uniquement quand il détecte du mouvement...

Du coup, la consommation au repos du LM7812 (5 à 8 mA) est 100 fois supérieure à la consommation au repos du circuit qu'il alimente.
Cela étant dit, la consommation au repos d'un 78L12 est à peine plus basse : 3 à 5 mA...

Je préfère tout de même rester prudent, donc LM7812 (sauf si cette information vous fait dire qu'il faut changer d'approche, bien sûr).

[DAUDET78]

En théorie, le 7812 est spécifié pour un courant de sortie entre 5mA et 1A ....
http://pdf.datasheetcatalog.com/data...0/44435_DS.pdf
Faudrait un p'tit voyant LED qui consomme 5mA

[seb.maccagnoni]

J'ai encore vraiment du mal à faire la part des choses.

Je trouve en effet ces valeurs, dans la colonne "conditions "... mais je n'arrive pas encore à "comprendre" que ce ne sont en réalité pas des conditions (qui conditionnent un résultat, sous-entendu en-dehors de ces conditions ça ne fonctionne pas nécessairement de la même manière) mais que ce sont des limites (et donc qu'en-dehors, ça ne fonctionnera pas correctement).
Ça n'est pas clair.
Menfin ça va rentrer, ça va rentrer...


Une LED, pas de souci, j'ai ça en stock... mais elle ne va pas aimer les 12V, du coup ! Je vais pas mettre un régulateur en plus juste pour une LED, juste pour qu'elle consomme, quand même ! Une résistance de 2,2kΩ, ça ferait pas l'affaire ?

... je vais mettre un condensateur pour lisser, ça devrait consommer un petit peu aussi, non ?

[seb.maccagnoni]

Bon, je viens de me dire « j'suis con, je connais la consommation de ma LED, je peux y coller une résistance, ce serait débile de mettre un régulateur ». Cela dit, une LED ne me serait pas utile, donc une résistance seule ne serait-elle pas suffisante quand même ?

[DAUDET78]

Une résistance de 2,2kΩ, ça ferait pas l'affaire ?

Oui.
Mais pout tant faire de perdre 5mA, pourquoi ne pas s'en servir pour faire briller une p'tit LED verte (en serie avec une 1,9K) ?

je vais mettre un condensateur pour lisser,

Condensateur de découplage en entrée et en sortie , c'est obligatoire !

ça devrait consommer un petit peu aussi, non ?

Rien à voir en DC

[seb.maccagnoni]

Condensateur de découplage en entrée et en sortie , c'est obligatoire !

C'est bien ce que j'avais compris par mes lectures. Pour ça, 2,2µF c'est ok, non ?

pourquoi ne pas s'en servir pour faire briller une p'tit LED verte

Parce que ce sera dans une boîte d'encastrement, dans le mur, visible par personne, donc inutile.

[DAUDET78]

Pour ça, 2,2µF c'est ok, non ?

2,2µF//0,1µF en entrée et en sortie

Parce que ce sera dans une boîte d'encastrement, dans le mur, visible par personne, donc inutile.

Argument irréfutable !

[seb.maccagnoni]

Argument irréfutable !

Tu aurais pu répondre « au moins au moment de brancher on verrait que ça fonctionne ! »

2,2µF//0,1µF en entrée et en sortie

Donc 4 condensateurs au total ? mh... ça va être serré tout ça

[seb.maccagnoni]

Bon eh bien j'ai dû complètement oublier mon idée de faire une sélection automatique du "chemin" que prendra le courant comme je l'ai envisage au premier post.
D'ailleurs, avec les nouvelles informations apportées entre-temps, je me suis rendu compte que je ne peux pas faire tenir l'ensemble dans l'espace réduit à ma disposition.

Par conséquent, j'ai dessiné deux platines :
- une pour l'alimentation entre 5V et 20V (que j'ai appelée "5V-12V") ;
- une pour l'alimentation entre 19V et 27V (que j'ai appelée "24V").

La version 5V-12V :

5v-12v-schema.png

5v-12v-image.png

La version 24V, qui est plus grande que le circuit qu'elle accompagne :

24v-schema.jpg

24v-image.png

... et plus tard je ferai une version 230V, cette fois-ci pas pour l'intégrer à de la domotique mais pour un détecteur de mouvement DIY autonome (alimentée par un HLK-PM01).