Convertisseur de puissance 48V->24V DC-DC

[zygoat]

Bonjour, je suis un nouvel inscrit sur ce site.

Mon besoin est la conversion de 48V DC pouvant atteindre 50A en 24VDC.
Bien entendu, tout régulateur linéaire est proscrit, ne souhaitant pas faire de mon montage une centrale thermique.

Je pense être obligé de passer par un découpage, mais quelqu'un sait-il comment avoir le moins de perte possible. Combien 1000W en 48V en entrée peuvent me fournir en sortie 24V?
Quelqu'un sait-il estimer le rendement d'un tel montage?

Merci par avance

ZYGOAT...
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[invitea172592b]

Salut,

Dans le topic intitulé "Creation d'une alim ..." (Celui qui est tout en haut), HULK a créer un petit tableau pour comparer les rendements des alim.

Je t'invite a le retrouver dans la masse des 140 posts environ.

Bon courage

PS. Ca doit etre dans ces pages la :
http://forums.futura-sciences.com/thread68386-4.html

[zygoat]

Désolé Purge,
mais je ne trouve pas.

Si Hulk28 pouvait me transférer le tableau.

Merci par avance

ZYGOAT

[invite5637435c]

Salut Zygoat,

et bienvenue à toi.

Pour ton convertisseur, il te faut idéalement une topologie push-pull, avec une fréquence de 50KHz compte tenu du courant de sortie.
En effet plus le courant de sortie est grand, plus il faut revoir à la baisse la fréquence de découpage, afin de ne pas voir les pertes de commutation grimper en flêche, et limiter les frais en termes de snubbers et autres finesses destinées à calmer les dv/dt qui ne manque pas à apparaitre au-delà de 100KHz.
Pour ce DC/DC, le rendement espéré peut atteindre 80%.
Avec un peu de travail, 85%.

Ce rendement s'entend au 2/3 de la puissance max car la courbe de rendement des convertisseurs en général à toujours son maxi au 2/3 de Pmax, pour retomber un "chouille" à Pmax.

La topologie push-pull s'adapte bien à ce type de conversion en DC/DC isolée et c'est d'ailleurs elle que l'on retrouve dans tout les convertisseurs type 12VDC-230VAC du commerce.
Ils convertissent le 12VDC en 300VDC avant de le hacher à 50 périodes.

Avec les Mosfet à faible Rds-on d'aujourd'hui, les pertes de commutation seront très faibles, et ce sera davantage le transfo et le redressement de sortie qui entameront le précieux rendement.
Sans compter qu'il faudra quand même prévoir des sécurités contre l'inversion de tension en entrée, un commutateur pour la mise en route,etc...

Sinon, à quoi destines-tu cet appareil?

Pour le fichier demandé le voici en pièce jointe.

Il concerne davantage les topologies liées au secteur, même si un convertisseur AC/DC à découpage est à la base un DC/DC avec une entrée à tension élevée.
On utilise plus volontiers un push-pull en faible tension d'entrée que sur une entrée où VE>300VDC.
D'une part parceque les commutateurs sont plus chers et le transfo est plus subtil à maitriser car les déséquilibres inhérents à cette topologie sont plus criants avec des tensions plus élevées.
En DC/DC à faible tension d'entrée on résone plus volontiers en topologie "BUCK" (abaisseur) ou "BOOST" (élévateur) ou "CUCK" (abaisseur/élévateur) pour les modes non isolés.
En isolé: "FLYBACK" ou "FORWARD" selon les puissances mises en jeu.
PUSH-PULL pour les fortes puissances.

Pour les tensions élevée en entrée on aura:
"FLYBACK" (jusqu'à 200W) ou "FORWARD" (jusqu'à 500W),
"HALF-BRIDGE" (500W), "FULL BRIDGE" (> 1000W) et "PUSH-PULL" (> 1000W).

Il y en a tant à dire sur ce sujet si particulier, je pense que j'y reviendrais un jour plus en détail.

[A voir en vidéo sur Futura]

[zygoat]

Merci HULK
J'ai pour projet l'achat d'une éolien pour garnir le jardin, celle que j'ai trouvé sort en pointe 1,5kW sous 48v, mais je n'ai que 12 batteries 1000Ah/2V, soit 1000Ah/24V. Je dois donc faire tomber la tension, en limitant les pertes de puissance, sans quoi, mieux vaux prendre une éolienne moins puissante qui délivrerait 24V.
Pour la conversion, je ne pense pas qu'il soit nécessaire d'utiliser un transformateur, le shéma que j'ai en tête, est un circuit de pilotage des transistors pour hacher le 48V, puis une self de lissage, puis quelques condos pour terminer le lissage, +régulation+....
C'est un principe d'alim à découpage DC-DC que j'ai déja testé et qui fonctionne très bien, mais je n'ai jamais fait de mesures de rendements.
Connais-tu ce principe?

ZYGOAT

[invite5637435c]

Oui, c'est surement un forward si il y a une self de lissage.

Disons que si tu es sur de ne pas dépasser 48VDC ça peu le faire mais au-delà de 50VDC il y a danger réel de manipuler de telles tensions continues.

Bon, hormis cela j'espère que ton jardin est grand et que tes voisins aime les hélices et les bruits qui vont avec...

D'un point de vue pratique, tu espères vraiment obtenir 50A en 24V (donc en gros également à l'entrée), tu habites à la pointe du raz?
Je peux te conseiller sur la conversion d'énergie sans problème mais sache quand même que je suis très dubitatif sur de telles solutions.
Sauf si c'est l'unique source d'énergie dont tu disposes bien sûr.

[zygoat]

J'ai sondé mes voisins, ils veulent voir, et en ce moment, j'ai environ 20km/h et 35km/h en rafale, comme hier, avant-hier....je ne suis pas au bord de l'océan mais dans le Var, je prends plusieurs influences venteuses. Depuis Janvier, j'ai eu du vent tous les jours, pas tout le temps mais bien tous les jours pendant plusieurs heures.
L'eolienne que j'ai trouvé est chinoise, rapide description, 3 pales pour un diametre de 3,1m, 1kW /48V à 9m/s, 1,4kW en pointe, à partir de 12,5m/s.

Si la mairie est OK pour mon projet, je me lance, mais je veux être sûr de pouvoir récupérer la quantité d'énergie produite par la génératrice sur les batteries. D'ou mes questions de conversion et de rendement qui doit être au plus près des 100% ( non pas en ampères mais en W).
Merci pour tes conseils, je vais y plancher dessus pour continuer l'établissement du projet.

ZYGOAT

[invitef0503bf7]

et ce sera davantage le transfo et le redressement de sortie qui entameront le précieux rendement.

A) Je ne pennse pas qu'il ai besoin d'une sortie isolé, alors pourquoi passer par un transfo

B) Dans les comvertisseur "step down" à simple self, les pertes dans le circuit de redressement peuvent etre assez fort limité par l'utilisation d'un redressement synchrone au lieu de diodes. En outre, ces pertes sont proportionel au courrant de sortie et quand le tenssion de sortie, la proportion de ces pertes diminue d'autant.

Bref, il doit etre possible de dépasser les 90% de rendement sans trop de problèmes...

Linear Technology fait un asser bon circuit pour une application comme celle ci
http://www.linear.com/pc/downloadDoc...92,P1551,D3936

En partant de l'aplication typique de la 1er page et en montant plusieurs MOSFET en parrllèle, il doit être possible de boster le courant de sortie asser largement. Il faut toute foit chipoter pour trouver le meilleurs compromis sur la fréquence de découpage, car si elle monte de trop, c'est les pertes dans les commutation qui grimpe, et une fréquence trop basse va nécessiter une self et des condo de trop grande taille

[invite5637435c]

Dans ton calcul il faut intégrer aussi la conversion qu'il faudra faire du 24VDC vers le 230VAC, encore quelques % de moins... et le rendement c'est %1 X %2!

Exemple: %1= 85% et %2=85% soit %=72,2%!

Pense bien à tout et bon courage.

[invitef0503bf7]

Merci HULK
J'ai pour projet l'achat d'une éolien pour garnir le jardin,

J'ai le project de me faire une éoliennes, et le problèmes de la convertion de l'energie mécanique a l'arbre d'helice en energie électrique n'est pas un problèmes simple a résoudre. Le couple fournis par l'hélice est proportionel au caré de la vitesse du vent, et un alernanteur entrainé directement, sans autre forme de régulation (style alternateur de voiture) offre un couple résistant qui grimpe en flèche dès que la vitesse de rotation permet de produire la tension désirée.
Tous les "bon aleternateur d'éoliennes" doivent donc être équiper d'un système de contrôle du couple résistant, soit par controle de l'exitation quand elle est faite par bobine, soit par découpage de la tenssion de sortie quand c'est un alternantteur a aimmant permanant...

Pour en revenir à ton éoliennes, si elle sort déja du 48V DC, et qu'elle est équipé d'un alternateur à aimant permanant, il y a déja dedans ce que tu cherche à faire, mais regler pour sortie 48V.

[invitef0503bf7]

Dans ton calcul il faut intégrer aussi la conversion qu'il faudra faire du 24VDC vers le 230VAC,

Si c'est pour faire du 230V au final, il serait asser con de passer par une convertion en 24V.

Il existe des convertisseur pour panneaux photovoltaïque DC => 230V synchroniser au secteur et qui peuvent fonctioner en parralèle sur le reseaux électrique en y injectant directement l'energie qui leur est fournie.

Je ne sait pas si ils existent avec entré 48V, mais c'est, techniquement, une asser belle solution

[invite5637435c]

A) Je ne pennse pas qu'il ai besoin d'une sortie isolé, alors pourquoi passer par un transfo

B) Dans les comvertisseur "step down" à simple self, les pertes dans le circuit de redressement peuvent etre assez fort limité par l'utilisation d'un redressement synchrone au lieu de diodes. En outre, ces pertes sont proportionel au courrant de sortie et quand le tenssion de sortie, la proportion de ces pertes diminue d'autant.

Bref, il doit etre possible de dépasser les 90% de rendement sans trop de problèmes...

Dans la note d'appli tu remarqueras que dès qu'il s'agit de 48V Linear utilises d'office un isolement et cela pour les raisons que j'ai évoquées.
90% de rendement oui en théorie...

Dans un mode non isolé le redressement n'intervient pas puisqu'il s'agit d'une diode de roue libre.

Si c'est pour faire du 230V au final, il serait asser con de passer par une convertion en 24V.

Il existe des convertisseur pour panneaux photovoltaïque DC => 230V synchroniser au secteur et qui peuvent fonctioner en parralèle sur le reseaux électrique en y injectant directement l'energie qui leur est fournie. ...

Si effectivement il souhaite ne pas être autonome du secteur alors effectivement il peut faire ce que tu dis.

[zygoat]

Mon projet est expérimental.
Je dispose de 12 accu 2V 1000Ah, pas 24, donc je dois passer par une conversion, étant un projet expérimental, je ne me lance pas dans l'achat supplémentaire de batterie à plus de 500€ pièce.

Ce que je souhaite est une autonomie partielle de ma consommation d'électricité, donc je ne veux en aucun cas en recourir à EDF, donc la conversion directe est proscrite.
Le but est d'accumuler tous les jours la conso du frigo ( 1kW/j ), et de voir pour le reste. C'est à dire que je fais une conversion 24VDC en 230VAC pour alimenter le TGBT de la maison, en remplaçant progressivement les arrivées du disjoncteur principal EDF par ma propre énergie jusqu'à un équilibre entre la puissance des batteries et la puissance consommée par la maison.
Ainsi j'ondule une partie de la maison, et protège certains appareils des orages, mais d'un point de vue économie, ma conso devrait baisser du fait de:
- chauffage au bois, aménagements déja réalisés
- eau chaude par solaire, complément de chaleur par cumulus électrique si besoin est ( c'est à dire que je rempli le cumulus électrique avec de l'eau chaude )
au final, une consommation EDF moindre, coût moindre, avec en prime une éventuelle possibilité de changer de calibre d'abonnement, coût d'abonnement moindre.

Pour en revenir à la conversion 48V vers 24V, elle est temporaire si les résultats sont très positifs, puisque si le résultat global des aménagements me permet de réaliser une économie significative, je complèterai ma capacité de stockage à 1000Ah/48V.

ZYGOAT

[invite5637435c]

Pour en revenir sur la topologie à utiliser, je te confirme l'obligation d'isoler compte tenu des tensions continues en jeu ici.
De plus dans le cadre de la charte du forum, les règles de sécurité sont strictes et sans concessions.

La norme dit que la tension continue au delà de 25V présente des risques pour l'organisme humain dans des conditions particulière et notamment si le modèle électrique du corps descend en dessous d'une certaine impédance.
Pour traduire, selon que les surfaces de contacts sont seches ou mouillés cette impédance varie et le courant de fuite vers le corps peut s'avérer dangereux d'autant qu'il est continu.
A 25V on ressent des chatouillements désagréables mais pas dangereux, à 48V dans les mêmes conditions cela peut être très dangereux (brûlures) voir fatal.
Ce degré de danger tient compte du temps de contact.
Donc isolement obligatoire, même pas à y revenir!

[zygoat]

Merci Hulk pour ton engagement et ta responsabilité, mais je cherche objectivement le meilleur rendement, et pour te décharger de toute responsabilité, sache que je suis en posséssion d'un carnet d'habilitation électrique en règle, et que je suis par mon métier amené à travailler sur basse tension. ( BTA Un<500VAC Un<750VDC), je dispose donc des formations nécessaires et des EPI à décoite.

Mais déja merci beaucoup pour votre aide.

ZYGOAT

[invite5637435c]

Si tu recherches le rendement, cherche un convertisseur tout fait et optimisé, si tu le souhaites je pourrais t'aider à en trouver.

[invitef0503bf7]

Quand les gens racontent des choses fausses, il faut le dire. j'en voudrais aux autres s'ils ne me corrigeaient pas quand je me trompe

Sentiment honorable, mais qui, je le craind, est mal percus par certain modo...

le rendement espéré peut atteindre 80%.
Avec un peu de travail, 85%..

Dans ton calcul il faut intégrer aussi la conversion qu'il faudra faire du 24VDC vers le 230VAC, encore quelques % de moins... et le rendement c'est %1 X %2!

Exemple: %1= 85% et %2=85% soit %=72,2%!

Pense bien à tout et bon courage.

Si j'en ris c'est que je connais particulièrement bien ce domaine et plus précisemment la conversion d'énergie qui est mon cheval de bataille depuis de longues années.

Aussi bien Xantrex que Victron (référence cité par Hulk, dans un massage éffacer depuis) propose, depuis qq temps déja, des convertisseurs avec des rendement assez proche des 95%. D'autre fabricant annionce encore mieux. Ton cheval doit dater du milénaire passé!

Certains propos effacés sont inacceptables sur ce forum. Yoyo

[invite890ff058]

Xavier35, je ne sais pas pourquoi tu revive la tension (sans jeu de mots) qu'il a y entre Hulk28 et toi.
Vous avez tous les deux des bonnes connaissances en électronique mais des idées differentes et je ne pense pas que ce forum soit approprié pour vous affronter.

Bonne journée à tous.

[invite5637435c]

Désolé Azertylr mais je viens juste de découvrir ce post de Xavier35 pour qui j'ai déjà demandé la pré-modération qui ne saurait désormais tarder.

[invitedfe72aed]

Allo ,

Quel type d éolienne ? si elle a des freins magnetique tu devra acheter un controle de charge , hybride tu pourra ajouter un panneau solaire, pour 48 v , achete 2 batteries 12v pour faire monter le voltage a 48 v , ce qui ferra tourner ton éolienne a 48v sinon elle frenera pour rester a 24v .

bye , Paul

[invitee05a3fcc]

Déterrage de 2006

[invite9f25431f]

SALUT HULK,
est ce que vous avez un doc sur les différents types de convertisseur DC
merci