alimentation & CEM

[Drumy]

Bonjour à tous,

Je reviens vers vous pour avoir quelques avis côté alimentations.

Voilà je fabrique une carte électronique destiné à être dans une armoire électrique d'un bâtiment.
Dans ces armoires électriques l'alimentation des modules se fait en 24VAC sur deux fils dont un est relié à la Terre.
J'ai donc conçu une alimentation 24VAC vers 15VDC pour alimenter mes composants : Pont de diode -> filtre -> convertisseur DC/DC
Mon soucis réside dans le faite que j'ai utilisé un convertisseur DC/DC isolé en me disant que c'était mieux pour respecter les normes CEM.
Sauf que ma carte est destinée à se connecter à d'autres carte de l'armoire via des réseaux RS485, des actionneurs (pilotage 0/10V), des sondes etc.. donc il me faut la même référence sinon ça va pas bien se passer.

Du coup je me dit que plutôt qu'utiliser un convertisseur isolé je vais utiliser un convertisseur non-isolé des diodes pour redresser et un filtre pour avoir la même masse partout.


Mais bon j'aimerais avoir des avis extérieurs sur cette réflexion et je ne vois pas du coup l’intérêt des alimentations isolés :/
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[DAUDET78]

Tu fais du redressement mono alternance et ton 7815 va dissiper un max ( en gros, autant que ce que tu consommes sur la charge)

Sauf que ma carte est destinée à se connecter à d'autres carte de l'armoire via des réseaux RS485, des actionneurs (pilotage 0/10V), des sondes etc.. donc il me faut la même référence sinon ça va pas bien se passer.

C'était la bonne solution ! Tu as un 15V flottant, avec un bon rendement et ton 0V est relié au 0V de tes capteurs et compagnie . Où est le problème ?

[Drumy]

Salut Daudet78 merci beaucoup pour ta réponse

Du coup je reprends mon alim de départ :


Mais là où j'ai peur c'est que derrière j'ai par exemple un réseau RS485 et dans les installations électriques sont reliés entre eux que les bornes + et -, la masse passant par l'alimentation qui est la même pour tout le monde. Du coup je me dit que si mon alim est opto-isolé les masses entres les deux cartes ne seront pas les mêmes et que cela risque d'être dangereux pour la carte non ?
De même pour les sorties 0/10V, si mon 0V n'est pas le même que l'actionneur qu'il commande ça risque de cramer non ?

Donc je me dit qu'il faudrait que je relis VIN- où la terre de l'armoire est relié à la masse de ma carte ? mais du coup coupe l'isolation de mon alim :/ où alors le condensateur C48 suffit pour qu'il y est la même référence de potentiel partout ??

J'ai le sentiment qu'un truc m'échappe

[DAUDET78]

Du coup je me dit que si mon alim est opto-isolé les masses entres les deux cartes ne seront pas les mêmes et que cela risque d'être dangereux pour la carte non ?

Et pourquoi ce serait dangereux ????? C'est le gros intérêt des alimentations isolées d'avoir des références de masse différentes entre l'entrée et la sortie
En entrée, tu as Vin qui est relié à la masse de référence de l'alimentation générale
En sortie, Tu as le 0V qui est relié à la masse de référence des capteurs

Ceci évite la circulation de courant de terre entre la partie puissance et la partie mesure des capteurs

où alors le condensateur C48 suffit pour qu'il y est la même référence de potentiel partout ??

Oublie ces condensateurs qui servent à rien sur le plan des courants DC .

[A voir en vidéo sur Futura]

[Drumy]

okai je vois bien l'intérêt de l'alimentation isolé.

Mais si l'autre module lui n'ai pas isolé, la terre peut revenir par une des connections non ?
genre ce schéma :
alim_0_10v.jpg

Et ce qui me chagrine c'est pour la com RS485, c'est une liaison différentielles mais normalement la masse passe par le câble,
or les installateurs ne relis jamais les masses de ces liaisons.
Du coup si j'ai une alim opto-isolé les modules n'auront pas la même référence :/
genre ce schéma :
alim_iso_mb.jpg

En tout cas merci de prendre le temps de m'expliquer

[DAUDET78]

Mais si l'autre module lui n'ai pas isolé, la terre peut revenir par une des connections non ?

ben oui, c'est pas gênant. sauf que tu as une boucle de terre qui peut amener du parasitage sur tes capteurs

Et ce qui me chagrine c'est pour la com RS485, c'est une liaison différentielles mais normalement la masse passe par le câble,
or les installateurs ne relis jamais les masses de ces liaisons.

Ca, c'est leurs problèmes ! Moi, je réunie toujours les 0V .
C'est pas parce que c'est du différentiel qu'il faut faire n'importe quoi ! Sauf si c'est des RS485 avec isolement galvanique.

De mémoire, la différence de potentiel entre les 0V (ce qu'on appelle le mode commun)doit être dans la gamme +- 10V

[Drumy]

Bah c'est pas que leurs problèmes, étant donnée que sur les datasheet c'est marqué qu'on peut le faire
par exemple sur ce schéma :


Du coup je me vois mal leurs dire qu'avec ma carte on peut pas :/

Donc il me reste l'option d'isoler tous les ports RS485 de ma carte ou de prendre un régulateur non-isolé..

à moins que tu vois une autre solution ?

[DAUDET78]

POWERED BY THE SAME TRANSFORMATOR C'est G0 qui fait l'équipotentiel !
Donc tu relies G0 au 0V de ta carte RS485 maison

[Drumy]

Okai ça marche !

Mais du coup si je relie G0 (donc sur mon schéma Vin-) à 0V une partie de mon pont de diode et mon alim isolé ne sert plus à rien non ?
Du coup je reviens au schéma avec le redressement mono alternance avec un rendement pas terrible :/

[DAUDET78]

Mais du coup si je relie G0 (donc sur mon schéma Vin-) à 0V une partie de mon pont de diode et mon alim isolé ne sert plus à rien non ?

Elle sert à éviter les boucles de masse !

Du coup je reviens au schéma avec le redressement mono alternance avec un rendement pas terrible :/

Avec une magnifique boucle de masse !

Tu fais ça sur un ampli audio, tu te récupères un magnifique ronflement dans les H.Ps

[Drumy]

Ok ok donc si je te suis bien, la (ou une) bonne solution donne ça :

Ainsi on évite les boucles de masses, et j'ai une équipotentialité entre mes différents appareils qui sont reliés au même transfo.

Bon déjà je te remercie vraiment pour ton aide !

et histoire d'aller un peu plus loin (plus et surtout par curiosité)
Si la boucle de masse est nuisible en audio principalement parce qu'on l'entend je présume (et peut être à tord) qu'elle est aussi néfaste dans tous schéma électronique non ?
Si j'ai bien compris, dans une boucle de masse on a des courants parasites qui se forme donc les composants doivent pas vraiment aimer ça..
ou alors ces courants sont négligeables et si on est pas en audio on s'en fiche ? :/
Et j'ai vu/lu aussi que de tel boucle pouvais créer des antennes donc ça doit poser des problèmes de CEM :/

[DAUDET78]

Ok ok donc si je te suis bien, la (ou une) bonne solution donne ça :

Oui,
Par contre, tu retires tes symboles de ground. C'est fait par des branchements externes à ton schéma ( Vin- par exemple, c'est relié au ground)

Si la boucle de masse est nuisible en audio principalement parce qu'on l'entend je présume (et peut être à tord) qu'elle est aussi néfaste dans tous schéma électronique non ?

Oui, le choix du tracé des liaisons de 0V est toujours critique et doit faire l'objet de précaution.

Par exemple, dans ton schéma . Vin- est relié à G0 . Donc , mathématiquement, c'est du 0,00000000V .
Pratiquement, il passe dans le fil Vin- un courant pulsé à 100 hertz d'intensité non négligeable (voir redressement double alternance et condensateur de filtrage)
Pratiquement, le fil entre Vin- et G0 présente une résistance et une self.

Donc on retrouve sur Vin- une tension parasite par rapport à G0. Donc par rapport au 0V de sortie de U34. De l’intérêt d'un DC/DC isolé !

[Drumy]

Oui,
Par contre, tu retires tes symboles de ground. C'est fait par des branchements externes à ton schéma ( Vin- par exemple, c'est relié au ground)

Désolé mais je comprends pas :/
Il faut que j'indique sur la datasheet du produit de relier les deux bornes par un fil externe ? Dans ce cas pourquoi ne pas le faire en interne ??
genre ça ?
comprend_pas.jpg

ou je dois mettre une piste qui n'est pas relié à mon plan de masse ?
genre ça ?
on_va_y_arriver.jpg
Mais dans ce cas mon 0V va être relié après à mon plan de masse non ?
Ou alors, je dois faire un plan de masse qui n'est pas relié au 0V de ma carte ? :/

[DAUDET78]

Fait le dessin du transfo 24V AC et des cartes RS485 (celui en #7) avec ton alimentation et ta carte (qui a un port RS85 , d'après ce que j'ai pigé)

Et tu verras le problème (et sa solution)

[DAUDET78]

PS : tu peux donner le lien WEB sur la notice des cartes RS485 (en #7)

[Drumy]

Alors du coup j'ai fait le schéma mais je vois deux solutions possible :/
Sois le câblage en externe :
sch_demande.jpg

Sois le câblage en interne :
sch_demande_2.jpg
Mais dans celle-ci je pense que le driver RS485 peut cramer :/

Donc pour moi la première solution est la bonne mais je vois pas pourquoi on ne peut pas le faire en interne :/

Doc de #7 :
http://www.carel.com/documents/10191...41?version=1.3
page 18

[DAUDET78]

Voilà ton schéma :

[Drumy]

Okai !
Donc la première solution (du #16) est la bonne mais du coup je comprends pas pourquoi on le fait pas en interne ?
C'est pour ne pas être bloqué dans le cas où on est sur des alimentations différentes ?

En tout cas encore merci pour tes précieux conseils

[DAUDET78]

je comprends pas pourquoi on le fait pas en interne ?

Pour éviter les boucles de masse ! et le 0V en Vin- est parasité par les appels de courant de ton convertisseur DC/DC

[Drumy]

Bon je t’avoue que je ne comprends toujours pas ...
Je me suis dit que cela venait du faite que j'avais mal compris ce qu'était une boucle de masse.
Du coup j'ai fait des recherches et je suis encore plus embrouillé qu'avant :/

Du coup, avec ton schéma on évite les boucles de masse, ça je te crois.
Ce que je voudrais comprendre c'est pourquoi si on fait ça :

Il y a des boucles de masse qui apparaissent ???? :/

[DAUDET78]

Avec la self et la résistance des fils tu rajoutes du bruit de masse au signal RS485 . Si ça t'amuse ....


de plus, de l'analyse de la doc, les ports RS485 ont un plot de masse ( C'est certainement pour la déco !). Et ils parlent aussi des résistances de terminaison de ligne

[Drumy]

Ok ok ça marche su coup quand le fil passe par l’extérieur (comme dans ton schéma #17)
Les selfs + résistances du fil disparaissent (ou sont moins fort) vu qu'on est relié au G0 de l'autre module c'est bien ça ?

de plus, de l'analyse de la doc, les ports RS485 ont un plot de masse ( C'est certainement pour la déco !).

On est bien d'accord MAIS dans les cas où tous les G0 sont reliés ensembles (cas de plusieurs module dans une même armoire) le plot de masse sert à rien. Comme le montre la doc (#7). Du coup dans ce cas là, un installateur ne branchera jamais la masse à ce plot. Et si moi dans ma carte je n'ai pas relié G0 à mon 0V je vais avoir une différence de référence et donc un risque de griller mon driver RS485.
Mon raisonnement est pas débile si ??

Après je comprends bien que si je relis G0 à 0V j'aurais des problèmes de boucle de masse ......

Donc soit il y a une troisième solution pour régler ce problème ... soit on est obligé d'avoir des bruits de masse :/

Quant aux résistances de terminaisons ça dépend de la longueur du fil ça il y a pas de soucis.

[DAUDET78]

Les selfs + résistances du fil disparaissent (ou sont moins fort) vu qu'on est relié au G0 de l'autre module c'est bien ça ?

Elles sont toujours là ! mais la ddp aux bornes n'est plus en série avec ton signal RS485

On est bien d'accord MAIS dans les cas où tous les G0 sont reliés ensembles (cas de plusieurs module dans une même armoire) le plot de masse sert à rien.

C'est vite dit ! Perso, j'y brancherai le blindage des RS465 (toi qui te préoccupe de CEM .....)

Et si moi dans ma carte je n'ai pas relié G0 à mon 0V je vais avoir une différence de référence et donc un risque de griller mon driver RS485.

Tu ne vas pas le griller, mais probablement avoir des erreurs de transmission

Après je comprends bien que si je relis G0 à 0V j'aurais des problèmes de boucle de masse ......

Internement à ta carte ? oui

Quant aux résistances de terminaisons ça dépend de la longueur du fil ça il y a pas de soucis.

Moi, je les mettais, même pour de courte distance

Pourquoi tu ne branches pas le blindage de ton câble RS485 sur le plot OV de la prise RS485 du module ?

[Drumy]

Elles sont toujours là ! mais la ddp aux bornes n'est plus en série avec ton signal RS485

Hum en effet

Internement à ta carte ? oui

Oui donc oui

Moi, je les mettais, même pour de courte distance
Pourquoi tu ne branches pas le blindage de ton câble RS485 sur le plot OV de la prise RS485 du module ?

ah bas c'est pas que je ne veux pas mais si les installateurs sont habitués (ce qui est malheureusement le cas) à ne pas les mettre
faut bien que je le prévois :/

Mais ce que je comprends pas c'est comment les autres constructeurs font :/

[DAUDET78]

Le câblage d'une RS485 répond à des normes précises. S'en écarter, c'est prendre des risques. C'est toi qui voit .

[Drumy]

ah bah justement j'essaye de les minimiser
En tout cas je te remercie vraiment pour ton aide

Je penses que je vais faire des testes pour voir les impactes sur le réseau

Mais du coup faut que je réduise au minimum la longueur de mes pistes après les drivers pour réduire l'impacte des boucles de masse :/

[DAUDET78]

Mais du coup faut que je réduise au minimum la longueur de mes pistes après les drivers pour réduire l'impacte des boucles de masse :/

Non, ça fait partie du câble de transmission qui fait généralement entre 100 et 120 ohm d'impédance caractéristique. Aux fréquences où on travaille, c'est pas 10cm de piste qui change quelque chose.

[Drumy]

Et sinon si je met un convertisseur non-isolé j'ai plus de soucis de référence de masse non ?

[DAUDET78]

Et sinon si je met un convertisseur non-isolé j'ai plus de soucis de référence de masse non ?

Ca fait au moins 3 fois que je t'explique que tu as alors une putaing de boucle de terre

[Drumy]

oui oui ne t'énerve pas c'est juste que j'ai regardé sur d'autres modules comment c'était fait (sur les cartes en directs j'ai pas les schémas)
Et à chaque fois G0 est relié aux sorties des masses des bornes RS485 :/
Du coup je cherche à comprendre comment eux ils ont fait.. mais ça se trouve ils négligent les soucis apportés par la boucle de masse...