Calcul de charge de capa

[invitebf26947a]

Bonjour,

Je voudrais savoir comment calculer le courant peak au démarrage de la carte électronique. J'ai assimilé ce pic de courant à la charge des condensateurs qui vont tirer ce courant. Mais je ne vois pas comment continuer.

Si on prend un exemple d'un circuit sans LDO, buck/boost, comment calculer le courant au démarrage?
je pensais à un truc comme



Ctotal serait pour moi l'ensemble des capa mises en parallèle. Mais je coince sur dv et dt. D'autant plus que je "n'ai pas de R" pour les capa de découplage. Je ne peux pas prendre comme temps les 5*tau.

Avez-vous des idées?

Merci
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[antek]

Je déterminerais la résistance série capa (ESR) + circuiterie.
Puis j'appliquerai la formule classique du RC série (je sais pas l'écrire ici ) qui fournit V_R=f(t).
Le reste coule de source.

[invitebf26947a]

Bonjour, merci pour ta réponse

Je n'arrive pas à conclure. j'ai 2 possibilités.


Supposons que j'ai un ESR de et une capa équivalente de 100µF. Que mon alimentation va de 0V à 24V

1ere possibilité:

Alors
Donc à 99% de charge (condensateur considéré comme chargé), on a 500µs

Est-ce bon ceci:



2eme possibilité


Donc,
Et:


Mais comment je fais avec le 't' dans mon exponentielle. Si je reprends On a:


Comment faire?

[micka_ch]

Bonjour,

On mélange un peu tous ici.

L'équation uc(t)=U(1-Exp(-t/RC)) est une solution particulière de l'équation différentielle du RC auquel on applique un saut de tension U
L'équation i=C duc/dt est la relation entre le courant et la tension dans une capa pour n'importe quelle fonction uc(t) dérivable.

Dans ton cas, si on admet de U passe de 0 à 24V en un temps nul, alors tu as bien la solution uc(t)=U(1-Exp(-t/RC))
Pour trouver le courant tu peux soit dérivé uc(t) =C d(U-UExp(-t/RC))/dt=C*U/RC*Exp(-t/RC)=U/R Exp(-t/RC). Soit dire que i=(U-uc(t))/R.
Le courant peak est à l'instant t=0 donc Ipeak=U/R=24/1=24A.

Salutations

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite5637435c]

Bonjour,
Oui vous mélangez en effet un peu tout.
Uc=U(1-exp(-t/RC)) est la solution GENERALE de l'équation différentielle liant la variation de Uc à t.
Une solution particulière, comme son nom l'indique, correspond à un moment particulier (t=0 ou Uc=0 ou ce que vous voulez).
Ce sont généralement les conditions initiales.

Il ne doit pas y avoir de discontinuité de tension aux bornes d'un condensateur, de même qu'il ne doit pas y avoir de discontinuité de courant aux bornes d'une bobine.
Ca se sont des règles fondamentales.
Donc non, il ne peut y avoir un temps nul pour la charge d'un condensateur.
Exemple concret d'application:
On ne court-circuite pas un condensateur avec un bouton poussoir.
Erreur conceptuelle très courante.
Il y a 2 choses à considérer et à bien dissocier:
La charge d'une capa et sa décharge.
Par exemple une capa de découplage aura pour rôle de fournir les pics de courants réclamés par un circuit Cmos par exemple.
Sa valeur et sa technologie seront choisies selon les critères suivants:
Fréquence de travail du circuit Cmos.
Courant nécessaire à ce circuit lors des transitions.
Le pic de courant sera i=Cdv/dt
dv est la variation acceptable permettant au circuit d'être full fonctionnel dans sa tache, t sera 1/f, f fréquence de travail du Cmos.
Par exemple si f=10MHz => t=100ns
on pose dv=0.1v on trouve dans la datasheet du uC que la consommation vaut i=100mA @10MHz
C=i*dt/dv=0.1*100.10^-9/0.1=100nF
Plus vous voudrez une stabilité sur dv plus C devra être élevé, plus vous augmenterez f plus C sera élevé compte tenu que i augmentera.
En revanche pour recharger cette capa le circuit à considérer est différent puisque la source ne voit qu'un courant moyen à fournir, du moins on s'arrange pour que ce soit le cas.

[invite5637435c]

Pour en revenir au sujet initial, dans la réalité R est indissociable dans l'étude du courant d'appel à la mise sous tension d'un équipement.
Il y a des résistances dans tout le chemin où circule le courant.
Il faut donc identifier et sommer ces diverses résistances.
Fils de liaisons, fusible, Mos, diodes, etc.
Puis tenir compte des condensateurs présents aux bornes.
Une règle de conception consiste à limiter ce courant d'appel qui est préjudiciable par exemple au fusible en tête et pose des problèmes de CEM, parfois de surdimensionnement des organes de commutations et inutilement de la source d'énergie.
Soit vous installez une CTN prévue pour cette fonction (NTC inrush current), soit vous temporisez ou décalez temporellement la mise ON de certaines fonctions gourmandes.

[invite5637435c]

Dans une carte bien conçue on trouvera des PMOS qui serviront de switchs (pilotés par un Uc par exemple) pour activer les différentes alimentations (5V, 3.3V, etc) des fonctions de la carte.
Cette fonction permet aussi de diminuer les consommations selon les besoins du moment.

Pour résumer:
A la mise sous tension il est nécessaire de mettre en place un temps d'initialisation qui permettra de limiter au maximum le courant d'appel.
Quant on en est à avoir des ampères au démarrage c'est qu'on a mal fait son boulot de conception, en tout cas c'est que le problème n'a pas été considéré comme il faut et au bon moment.
Le seul rétro-pédalage est de mettre en place une CTN en série ou un dispositif limiteur du courant d'appel.
Préférez une mise en fonction séquentielle à prévoir lors de l'étude système.
Je rappelle au débutants que les conditions initiales ET finales font parties du cycle fonctionnel.
A+

[jiherve]

Bonjour,
précision : la consommation d'un circuit logique se décompose en deux termes, l'un est la consommation statique (polarisation,fuites) l'autre est dynamique et dépend donc de la fréquence lorsque les deux termes ne sont pas spécifiés clairement dans la data sheet il est alors impossible de connaitre leur parts respectives et donc d'agir en conséquence sur le découplage. Mais on peut l'estimer à la louche en fonction de la finesse de gravure, si celle ci est > 90 nm la part dynamique prédomine , en dessous la part statique augmente avec la finesse de gravure.
http://www.idc-online.com/technical_...wer_Trends.pdf
Au final on rejoint l'ECL de la logique classe A!
Pour résumer un µC des années 90 ne consommait quasiment rien en standby alors que ceux, actuels, consomment déjà beaucoup dans cet état ce qui explique les jongleries faites avec le contrôle des tensions des buck les alimentant.
JR