Questions sur les alimentations à découpage et les controleurs PWM

[invitefe83b56b]

Bonjour à tous,

Je cherche a faire quelque chose qui existe déjà et qui coute pas cher.
C'est peu être très con mais le ton est posé

J'ai déjà eu des déconvenues auparavant avec de l’électronique de puissance donc je cherche a améliorer mes connaissances dans ce domaine.

Ce que je cherche à faire est un convertisseur DC DC "synchronous buck" basse tension piloté par un microcontrôleur pour rajouter des fonctions de MPPT pour y connecter un array de panneau solaire en guise de source d’énergie et une batterie.
Je souhaite partir sur le TL494 comme contrôleur PWM qui est un vieux composant mais avec pas mal de documentation.

Cependant, malgré les ressources disponibles, je n'arrive pas trop a comprendre comment calculer les composants pour régler le feedback sur les AOP ?
Est ce que quelqu'un peut m'éclairer à ce sujet ?

J'ai également une question sur l'isolation d'un tel convertisseur. J'ai vu des schémas avec transformateur et d'autre sans avec des tensions et des puissances assez proches.
Qu'apporte le fait de mettre un transformateur si la tension d'entrée est inférieure à 48V ?
Est ce lié à la puissance du convertisseur ?
En gros je cherche a savoir si le rôle du transformateur est autre que celui d'isoler l'humain de tension dangereuse.

Et dernière question, si je dois bobiner une self ou un transformateur, comment calculer la section du fil a utiliser en fonction de la fréquence du découpage ?
J'ai vu des selfs du commerce avec des section de fil assez faible au regard de la puissance a passer, j'imagine qu'il y a une relation pour ça ?

Dites moi si il manque des infos.

Merci pour votre aide
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[masterclassic]

Bonjour.

Je crois qu'un transformateur ou une inductance peut jouer aussi le role de réservoir d'énergie.

Pour ce qui est de la fabrication des transformateurs, j'ai déjà trouvé une page en anglais: Practical transformer winding. L'auteur ne donne pas de formule de calcul dans le texte, mais il donne un excel d'où on peut trouver les formules. Il faut lire aussi les commentaires pour mieux comprendre le contexte des calculs.

[Montd'est]

Cependant, malgré les ressources disponibles, je n'arrive pas trop a comprendre comment calculer les composants pour régler le feedback sur les AOP ?

Moi non plus, je fais souvent des essais avec différentes valeurs...
Si t'arrive à tirer quelque chose de ça par exemple: http://www.infineon.com/dgdl/an-1162...53559a8e17111a

. J'ai vu des schémas avec transformateur et d'autre sans avec des tensions et des puissances assez proches.
Qu'apporte le fait de mettre un transformateur si la tension d'entrée est inférieure à 48V ?

Attention à ne pas mélanger différents sujets:

Un "transformateur", permet d'avoir une isolation galvanique, ça peut être nécessaire par sécurité (secteur en entrée par exemple), ou parcequ'on a besoin d'une isolation pour une quelconque raison (pas forcément lié à une tension élevée).

En gros je cherche a savoir si le rôle du transformateur est autre que celui d'isoler l'humain de tension dangereuse.

Donc oui, ça peut être le cas; mais aussi, un transformateur permet dans le cas d'une élévation de tension d'avoir un rapport énorme entre Vin et Vout, en jouant sur le rapport de transformation, alors que par exemple avec un convertisseur boost (chargé, et non pas presque à vide), ne permet pas( ou avec des perfs désastreuses) de passer de 10 à 200 Vdc...

si je dois bobiner une self ou un transformateur, comment calculer la section du fil a utiliser en fonction de la fréquence du découpage ?

Tout un programme... la section ne dépend pas de la fréquence mais du courant RMS, de plus en fonction de la fréquence, le bobinage peut nécessiter du fil de Litz à concevoir en fonction de la fréq.

J'ai vu des selfs du commerce avec des section de fil assez faible au regard de la puissance a passer, j'imagine qu'il y a une relation pour ça ?

C'est le courant qui compte.
**Il arrive que pour des bobinages très courts on admette des densités de courant de 10A/mm² au lieu de 4A/mm² par exemple. ça peut expliquer des choses.

[Montd'est]

Je crois qu'un transformateur ou une inductance peut jouer aussi le role de réservoir d'énergie.

Dans ce cas c'est plus un usage en transformateur à proprement parler (qui devient un abus de langage). C'est des inductances couplées; (convertisseur flyback)

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitefe83b56b]

Bonjour et merci pour vos réponses !

Alors oui j'ai fait une erreur de langage, je pensais bien au courant et non à la puissance pour calculer la section du fil à utiliser pour faire le bobinage.
J'ai simplement fait un raccourci un peu rapide entre fréquence et section étant donné que plus la fréquence de découpage est importante, plus la self peut être petite.
Mais c'est une histoire de valeur d'inductance plutôt que de section de cuivre.
Par contre quand je vois ce type d'inductance : http://fr.rs-online.com/web/p/induct...antes/7690619/
qui peut passer 50A, je doute que la section du conducteur soit de 5mm² à moins que l'illustration me donne une illusion d'optique.
D'ailleurs, savez vous ou peut on se procurer du fil de cuivre émaillé de bonne section ?

Pour le transformateur, comment décider quelle est la meilleure solution entre un tranfo et une self ? A partir de quel rapport entre l'entrée et la sortie ?
Aujourd'hui je compte faire "petit"
L'idée est de brancher un panneau solaire 60 cellules ( ou plusieurs panneau en // en vérité ) soit une tension d'entrée max autour des 30-31V
En sortie, une batterie 12V ou 24V suivant ce que je trouve et j'adapterai la méthode de charge grâce au microcontrôleur en fonction de la technologie de celle ci ( plomb, lithium ion ou fer )

Mais imaginons que j'opte plutôt pour des panneaux solaires en série et donc 60V en entrée. Hormis le fait que la tension d'entrée est dangereuse pour l'homme, techniquement, qu'est ce que cela apporte d'avoir un transfo par rapport à une self ?

Merci encore pour votre aide

[bobflux]

Ton "inductance" est un filtre de mode commun, pas une inductance.

Deux choses limitent le courant dans une inductance : l'échauffement du fil de cuivre bien sûr, mais surtout la saturation magnétique du noyau, qui est le facteur déterminant...
Bien sûr il faut aussi considérer les pertes fer, qui dépendent de la variation du courant (fréquence et valeur AC RMS)

Le transfo sert à apporter une isolation galvanique, mais rend le système plus compliqué et diminue le rendement.
Une autre application d'un transfo est un convertisseur qui n'aurait pas besoin d'isolation, mais dont le rapport de conversion est foireux pour un buck ou un boost (par exemple un rapport bien au-delà de 1:10).

Si tu n'as pas besoin d'isolation, et que tes tensions sont genre 30V entrée, 12V sortie, tu n'as pas besoin de transfo.

Puisque tu as le choix de la tension d'entrée (suivant comment tu connectes tes panneaux), je te conseille de choisir en fonction du type de MOSFET / convertisseur qui t'offrira le meilleur rendement. Par exemple, pour une tension de 30V tu auras une foultitude de drivers et MOSFETs dispo. En 60V, déjà, il y a moins de choix.

Pour une tension de sortie relativement évelée (12-24V) un buck à redressement synchrone n'est pas obligatoire. Les pertes dans la schottky ne sont pas si énormes que ça.

Enfin, une topologie style source de courant à découpage devrait convenir. Tu pourrais même utiliser un driver de LED à découpage comme source de courant, ou bien un buck hystérétique avec un simple comparateur. Le MPPT n'aura plus qu'à ajuster le courant...

[invite5637435c]

Ce que je cherche à faire est un convertisseur DC DC "synchronous buck" basse tension piloté par un microcontrôleur pour rajouter des fonctions de MPPT pour y connecter un array de panneau solaire en guise de source d’énergie et une batterie.
Je souhaite partir sur le TL494 comme contrôleur PWM qui est un vieux composant mais avec pas mal de documentation.

Cependant, malgré les ressources disponibles, je n'arrive pas trop a comprendre comment calculer les composants pour régler le feedback sur les AOP ?
Est ce que quelqu'un peut m'éclairer à ce sujet ?

Pour cela il faut nécessairement avoir compris ce qu'est un asservissement, un oscillateur, une boucle de régulation, et savoir tracer un Bode ou Nyquist.
Sans cela tu n'y parviendras pas c'est certain.

Et dernière question, si je dois bobiner une self ou un transformateur, comment calculer la section du fil a utiliser en fonction de la fréquence du découpage ?
J'ai vu des selfs du commerce avec des section de fil assez faible au regard de la puissance a passer, j'imagine qu'il y a une relation pour ça ?

Je crains que tu ne t'engages dans quelque chose de trop compliqué pour toi, tu risques d'être dégoûté.
Mon conseil serait de commencer par le commencement, donc les fondamentaux, c'est un métier ça ne s'improvise pas:

-> qu'est-ce qu'une inductance? Comment la calculer?
La bible:
https://www.crcpress.com/Transformer.../9781439836873

-> révision: AOP et compensation en fréquence, asservissement de boucle de réaction, etc:
https://www.fairchildsemi.com/techni...r-Supplies.pdf

[/QUOTE]

[invitefe83b56b]

Merci a vous deux,

+ de 100€ le bouquin, je suis prêt a dépenser de l'argent en électronique mais faut pas pousser
Je me suis offert un petit Oscillo et une alimentation de labo, on va se calmer.

Surtout que le bouquin est surement la référence en la matière, mais je ne suis pas certain qu'il faille se farcir 600 pages de théorie pour arriver a tirer quelque chose d'un TL494.
Je vais me renseigner sur les DC inductors puisqu'il s’agit de ça dans mon cas.

J'ai déjà un peu de base sur les AOP, je vais lire le document sur le calcul du réseau de compensation

Je vais terminer mon routage avec une simple self DC et je verrais bien ce que j'arrive a tirer du TL494.

Je vous tiendrais informé !

[invite5637435c]

100 euros c'est pas cher pour un tel ouvrage et si tu es malin tu trouveras sur le net des versions pdf des précédentes éditions.
100 euros c'est bien moins par exemple que tous les transistors que tu vas crâmer avant que ça fonctionne, entre ce montage et les suivants, surtout si tu pratiques au pif ou en t'inspirant des sites tordus du net...

L'électronique ne s'improvise pas ni ne se joue à pile ou face, ça s'apprend au prix de la sueur et de multiples déboires, surtout ce domaine qui ne pardonne pas l'à-peu-près.
Pour t'en convaincre il suffit de lire tous les posts sur ce forum traitant du sujet, aucun n'a débouché de manière satisfaisante, tous quasiment ont laissé tomber, ce n'est pas un hasard.

[Montd'est]

je ne suis pas certain qu'il faille se farcir 600 pages de théorie pour arriver a tirer quelque chose d'un TL494.

Oui je suis d'accord et je parle par expérience.

J'ai fait moi même bcp de choses très satisfaisantes avec des TL494 sans pour autant avoir compris les moindres détails de font en comble.

HULK veux je pense t'orienter vers la démarche "pro" mais qui peut prendre du temps.

On peut quand même arriver à certaines choses avec un 494 sans pour autant avoir tout calculé à la virgule près, ça fait amateur, ça peut réserver des surprises ( casse, instabilité) mais ça peut aussi satisfaire.


Certains montages sont "bricolables" sans trop de précisons sur les calculs, la conception et peuvent satisfaire (un petit buck 24 - 12 V de 10 W par exemple); après si c'est plus lourd ( conv. résonant, phase shift full bridge... ) : l'amateurisme se traduit souvent par des trucs qui pètent.


Ton cahier des charges est trop flou..., puissance, rendement espéré ?

[invite5637435c]

De la même manière qu'il n'y a pas besoin de se farcir un livre de cuisine complet pour faire des pâtes, cet ouvrage t'apprendra ce que tu as besoin de savoir, pas à pas au gré de tes ambitions.
Se lancer dans un convertisseur sans comprendre comment fonctionne une self ou même savoir la calculer est un non sens intellectuel.

Mais je sais que c'est la grande mode d'aller vite en brûlant les étapes.
Si le but est d'apprendre et surtout de comprendre alors tu t'y prends bien mal.
Ce n'est que mon avis.

[inviteede7e2b6]

Mais je sais que c'est la grande mode d'aller vite en brûlant les étapes.
.

mode soigneusement entretenue par les épiciers

[bobflux]

Perso j'esquiverais l'aspect contrôle et stabilité en utilisant un convertisseur hystérétique.