Choix condensateur

[invite92efb16a]

Bonjour à toutes et à tous,

Je suis actuellement dans un projet dans lequel j'aimerais allonger l'autonomie de ma batterie en récupérant de l'énergie de vibration et la transformer en électricité.
Pour ce faire, j'ai choisi un capteur piezoélectrique ainsi qu'un CI, le LTC3588, qui a pour but de redresser et adapter la tension de sortie du piezo. Voilà pour brièvement présenter la partie du projet dans laquelle j'ai une question.

J'aimerais réutiliser un schéma de démonstration utilisé dans les datasheets du LTC3588. Cependant, dans mon application, la batterie serait de 3 ou 3.6V et non 9V comme présenté dans l'exemple. Ma question est la suivante : quel est le réel intérêt du condensateur de 100µF en parallèle avec la batterie? Et suivant son intérêt, dois-je l'adapter suivant la tension de ma batterie? (et si ce n'est pas trop demandé, à quelle valeur? )
J'ai vérifié les autres condensateurs et (il me semble) qu'ils soient indépendants de la source d'alimentation mais concernant cette cappa de 100µF, j'ai de gros doutes.
Voici le schéma en question:



En espérant ne pas poser une question trop évidente, je vous remercie d'avance

WD
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[penthode]

hello ,
pourrais-tu préciser le contexte ?

quelle batterie ?

quelles vibrations ? des bonnes j'espère

https://www.youtube.com/watch?v=Eab_beh07HU

[Antoane]

Bonjour Willburdisquedur et bienvenue sur Futura.

Ton CI : http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/35881fc.pdf
Il intègre un pont de diodes qui redresse la tension fournie par le Piezzo et l'applique entre VIN et la masse. La capa de 100µF permet de filtrer cette tension. Lorsque la tension redressée fournie par le piezzo est inférieure à celle fournie par la batterie, c'est cette dernière qui charge la capa et alimente le convertisseur. Autrement, c'est le piezzo.

La capa est à dimensionner en fonction du spectre de la puissance fournie par le piezzo. Ex. si le piezzo ne fournit de la puissance que de manière discontinue mais suffisamment d'énergie pour faire fonctionner le montage (par exemple avec des périodes relativement courtes de vibrations de forte amplitude toutes les secondes), il faut s'arranger pour que la capa ne se décharge "pas trop" entre deux périodes de repos du piezzo - sans quoi la batterie chargera la capa et de l'énergie sera perdue.
Il faudrait faire une étude mécanique et énergétique du montage pour proprement dimensionner ce composant. A défault de bon modèle pour la charge, la source de vibrations et le piezzo, une étude expérimentale ou a la louche suffira
Paradoxalement, diminuer la tension de la batterie devrait permettre de diminuer la valeur de capa.

Les capa de 1µ et 4.7µ sont indépendantes de la tension d'alimentation.
La capa de sortie se calcule comme toutes les capa de sorties des buck : http://www.ti.com/lit/an/slva477b/slva477b.pdf

Pense qu'il faut une tension minimale sur Vin pour que le convertisseur fonctionne (cf. page 3 : V_UVLO) :
- c'est un convertisseur est un buck, il faut donc Vout<Vin ;
- le circuit interne a besoin d'une certaine tension d'alimentation pour correctement fonctionner.

[invite92efb16a]

Salut Antoane et merci pour la réponse bien détaillée!

Le système piezzo est plutôt un test et je n'ai aucune idée s'il sera "rentable" car il ne devrait logiquement pas énormément bouger. En fait, c'est un système qui est sensé être implémenté dans une sorte de "balise". Le système ne consomme pratiquement rien au repos (et y est souvent), mais s'il est fort en mouvement, il consomme bien plus (avez-vous deviné un accéléromètre? ). L'idée était donc de se dire : si le système ne bouge pas trop, la batterie fera facilement l'affaire. Mais si la balise est très souvent en mouvement, elle risque de consommer de trop et vider la batterie. J'ai donc imaginer ajouter un piezzo pour résoudre le problème où la balise bouge trop.

Je me suis dit que ce système ne pouvait qu'être bénéfique car les datasheets expliquent que si le piezzo n'alimente pas, seul un très faible courant de moins d'un µA sera nécessaire à alimenter le CI. Et ce courant supplémentaire dû à cet ensemble piezzo/LTC3588 est négligeable.
Maintenant, j'avoue ne pas avoir trop pensé au fait que les condensateurs pouvaient augmenter de façon non négligeable la consommation. Penses-tu que, dans un cas de figure où le piezzo est légèrement en mouvement pendant de faibles durées, ce système de récolte d'énergie serait en réalité une perte d'énergie?

Car il m'a été demandé d'envisager la récolte d'énergie... je peux très bien laisser tomber cette partie.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Antoane]

Maintenant, j'avoue ne pas avoir trop pensé au fait que les condensateurs pouvaient augmenter de façon non négligeable la consommation. Penses-tu que, dans un cas de figure où le piezzo est légèrement en mouvement pendant de faibles durées, ce système de récolte d'énergie serait en réalité une perte d'énergie?

J'ai pas été clair : le condensateur en lui-même n'entrainera pas de pertes, c'est dans certains cas (finalement assez particuliers) ou la capa sera trop faible et où la récupération sera alors sub-optimale.

Quoi qu'il en soit, ce circuit ne convient pas pour un fonctionnement avec un accus 3.7 V (UVLO)

[Antoane]

J'ai pas été clair : le condensateur en lui-même n'entrainera pas de pertes, c'est dans certains cas (finalement assez particuliers) ou la capa sera trop faible et où la récupération sera alors sub-optimale.

Cependant, si l'on exclu les pertes dues au convertisseur, il n'y aura pas plus de pertes avec ce montage que sans.

[invite92efb16a]

Ah oui, excuse moi je suis passé à coté du principal problème que tu me signalais.

Ce que tu me signales est que pour avoir 3.3V en sortie, il me faut au moins Vuvlo (à savoir 5.05V) en entrée? Et donc une batterie plus importante que ma batterie de 3.6V?
En effet j'étais passé à coté de cette info, encore merci!

[Antoane]

C'est l'idée, mais c'est 5.37 V qu'il faut prendre, à cause de la tolérance du CI.

Il est probablement possible de trouver un circuit plus approprié, acceptant de fonctionner avec un accus de 3.6 V, qui pourra directement alimenter ton circuit utile (éventuellement via un LDO).