Problème circuit de commande optique à base de transistor + phototransistor

[aqwzsx99999]

Bonjour à tous,

Je travaille actuellement sur un circuit de commande.

Le cahier des charges est le suivant :
- Commandes optiques en entrée (illumination d’un écran de PC ou de téléphone)
- Sortie : 0V (quand illuminé) ou 60V (quand non illuminé)
- Dimension du PCB : 4.3*4.3mm²
- Alimentation unique : 60V

Actuellement j’ai un transistor polarisé par un pont diviseur de tension au niveau de la base (pour avoir 2V). Le phototransistor (PT) est polarisé par pont diviseur au niveau du collecteur (pour avoir 5,5V). Le transistor est utilisé en mode bloqué/passant. Il faut que quand on lui applique une tension au niveau de l’émetteur, il y ait 60V au niveau du collecteur et inversement, quand on lui applique 0V, il nous faut 0V sur le collecteur. Je joins des schémas pour faciliter la compréhension. Un schéma sur le fonctionnement du PT, un autre avec le fonctionnement du transistor et un dernier pour le circuit final. Désolé pour la qualité des schéma j'ai actuellement quelques soucis avec mon logiciel de simulation, donc pas de schéma "informatique"...

Le problème est le suivant :

Quand je teste un PT seul avec un résistance sur l’émetteur, il n’y a pas de soucis, j’ai 5.5V quand il est illuminé et 0V quand il n’est pas illuminé. La résistance au niveau de l’émetteur est choisie de manière que la tension soit bloquée au niveau de l’émetteur (de l’ordre de la dizaine de kΩ)

Cependant quand j’insère ce dispositif au niveau de l’émetteur du transistor, et bien cela ne marche pas. Si on met une résistance émetteur de 1kΩ, on a 41V quand le PT est illuminé et 35V quand il n’est pas illuminé. Pour une résistance émetteur de 20kΩ, on a 60V quand il est illuminé et 58V quand il n’est pas illuminé.

En fait je pense que le problème vient de la résistance équivalente entre l’émetteur du PT et du transistor. Il faut une résistance suffisamment grande pour que la tension reste bloquée au niveau de l’émetteur du PT. Mais il la faut suffisamment petite pour garder une variation de tension en fonction de l’illumination aux bornes du PT et que l’on puisse imposer 0V sur l’émetteur du transistor.
Cependant, j’ai essayé ce dispositif avec un autre phototransistor (qui ne peut pas être utilisé dans mon cas car il est trop imposant et c’est un composant traversant, il me faut unique du CMS).

Les liens vers les datasheets :
- Phototransistor Osram SFH 3716 (PT que je souhaite utiliser) : https://media.osram.info/media/resou...SFH%203716.pdf
- Phototransistor Vishay BPW16N (PT avec lequel ça fonctionne): https://www.mouser.fr/datasheet/2/427/bpw16n-109596.pdf
- Transistor bipolaire NPN ON Semiconductor : https://www.mouser.fr/datasheet/2/30...3-D-107843.pdf

Si vous voyez comment résoudre mon problème, ou comment calculer la résistance à mettre sur l’émetteur, ou d’autres origines à mon problème, je suis tout ouïe.

Bonne journée
-----

[Antoane]

Bonjour,

Quel est le circuit interfacé en sortie de ce montage ?
Quel doit être le courant pouvant être délivré par le montage aux états hauts et bas ?

[Antoane]

Cependant quand j’insère ce dispositif au niveau de l’émetteur du transistor, et bien cela ne marche pas. Si on met une résistance émetteur de 1kΩ, on a 41V quand le PT est illuminé et 35V quand il n’est pas illuminé. Pour une résistance émetteur de 20kΩ, on a 60V quand il est illuminé et 58V quand il n’est pas illuminé.

En fait je pense que le problème vient de la résistance équivalente entre l’émetteur du PT et du transistor. Il faut une résistance suffisamment grande pour que la tension reste bloquée au niveau de l’émetteur du PT. Mais il la faut suffisamment petite pour garder une variation de tension en fonction de l’illumination aux bornes du PT et que l’on puisse imposer 0V sur l’émetteur du transistor.
Cependant, j’ai essayé ce dispositif avec un autre phototransistor (qui ne peut pas être utilisé dans mon cas car il est trop imposant et c’est un composant traversant, il me faut unique du CMS).

Ce n'est pas clair... peux-tu donner les deux schémas exacts et complets que tu as testé (avec valeurs des différents composants et points où les tensions sont prises) ?

[nornand]

Bjr , met ta charge dans le collecteur du photo transistor .

[A voir en vidéo sur Futura]

[aqwzsx99999]

Je vais essayer de clarifier mes propos. Tout d’abord merci de l’intérêt que tu portes à ma problématique.
Je joins de nouveau les schémas qui cette fois-ci sont plus propres.
On a trois schémas différents :

- Schéma 1 : Circuit de commande sans la partie optique

Circuit permettant d’avoir : Vout = 60V quand Vin (= 5.5V) > Vb (= 2V, tension au niveau de la base du transistor)
Vout = 0V quand Vin = 0V

- Schéma 2 : Partie optique

Permet d’avoir une sortie en tension commandé optiquement : Vout2 = 5.5V quand PT illuminé
Vout2 = 0V quand PT non illuminé

- Schéma 3 : Circuit final

On veut avoir : Vout3 = 60V quand PT illuminé
Vout3 = 0V quand PT non illuminé

Mais on a pour Re2 = 1kΩ : Vout3 = 41V quand PT illuminé
Vout3 = 35V quand PT non illuminé

Re2 = 20kΩ : Vout3 = 2V quand PT illuminé
Vout3 = 0V quand PT non illuminé

En gros schéma 1 + schéma 2 = schéma 3.

Au début j’utilisais une photodiode à la place du PT. Cela ne marchait pas non plus, mais fonctionnait avec un PT (BPW17N, voir plus haut). Je me suis alors dit que cela venait des composants qui ont des architectures différentes. C’est une jonction PN pour la photodiode. Et c’est une jonction PN entre la base et le collecteur d’un transistor pour le PT. Or cela ne fonctionne toujours pas. Les deux PT sont différents, mais si ça vient de ça, quels paramètres font la différence ?

Pour répondre aux questions, le circuit interfacé en sortie est un switch électromécanique qui a besoin de 60V sans courant pour être actionné et 0V quand il est au repos.

[DAT44]

Bonjour,
proposition de modification du schéma :


NB: il faudrait prendre un transistor Q2 qui supporte une tension un peu supérieure ...

[aqwzsx99999]

Salut DAT44,

J'avais déjà pensé à ce circuit, qui est un circuit permettant d'utiliser le transistor en commutation de manière "classique" je dirais. Cependant, ce que j'aimerais avoir c'est 60V quand le PT est illuminé et inversement 0V quand il est non illuminé. Et avec ce circuit j'aurais l'inverse, 0V quand illuminé et 60V quand non illuminé.

[DAT44]

Bonjour,
en sortie tu a bien 0V quand illuminé et 60V quand non illuminé.

Quand le photo transistor U1 est illuminé, il devient passant et Q2 conduit, la sortie out3 tombe a zéro ...

[Antoane]

Bonjour,

En gros schéma 1 + schéma 2 = schéma 3.

Pas vraiment...
Par exemple, lorsque tu mesures le 0 V du schéma 2 dans le noir, tu supposes que le courant circulant dans le voltmètre est nul. Or, pour que 0V sur Vin implique 0V sur Vout dans le schéma 1, il faut que le le fil marqué "in" soit capable d'absorber du courant (en l’occurrence 60/RC2 = 3 mA).
Se pose par ailleurs un problème lié au fait que le PT choisi ne peut délivrer qu'un courant de l'ordre de 50 μA.

Ce dernier point pourrait pousser à augmenter R2 et RC2 dans le schéma proposé par DAT44.