Adaptation d'impédance pour récupérer l'énergie d'un générateur avec impédance de sortie LR

[fdamien12]

Bonjour à tous,

J'essaie de récupérer le maximum d'énergie d'un bobinage plongé dans un champ magnétique 50Hz.
Ce bobinage possède une résistance série de l'ordre d'une centaine d'Ohms et d'une inductance série de l'ordre de 50mH.

L'amplitude de la tension AC générée, avec une charge de quelques kOhms, est d'environ 800mV à 1V.

J'aimerais redresser cette tension et la doubler pour récupérer une tension continue un peu supérieure. J'utilise pour cela le schéma classique du "redresseur doubleur" :

(la référence de la diode Schottky du schéma n'est pas forcément la plus adaptée - faire abstraction de cela)

- Comment calculer les valeurs optimales des composants pour maximiser le transfert de puissance ?
Qualitativement et intuitivement, si C4 est trop faible, il ne stockera peu d'énergie qu'il déversera dans C5 durant chaque alternance positive du générateur.
Si C4 est trop grand, il n'aura pas pu se charger suffisamment durant l'alternance négative et la tension à ses bornes ne sera pas maximale, ce qui se traduira par une tension de sortie qui n'est pas maximale non plus.

- Ce raisonnement est valable en faisant abstraction de L2. Comment la prendre en compte et quel est son effet sur le transfert maximal de puissance ?

Merci à tous
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[gwgidaz]

Bonjour,
En principe, la capa doit avoir une impédance égale et de signe opposé à celle de la self, donc ici 200 µF environ .
Mais tu ne gagneras pas grand chose, car l'impédance de la self est petite devant 150 ohms...
Restera à adapter un générateur de résistance interne 150 ohms au doubleur pour gagner encore un peu, en modifiant sans doute un peu la résistance de charge.
Même avec des diodes à faible seuil, tu perds pas mal à cause de ces seuils. Pourquoi doubler la tension, si c'est la puissance que tu veux optimiser ?

[fdamien12]

Bonjour,
En principe, la capa doit avoir une impédance égale et de signe opposé à celle de la self, donc ici 200 µF environ .
Mais tu ne gagneras pas grand chose, car l'impédance de la self est petite devant 150 ohms...
Restera à adapter un générateur de résistance interne 150 ohms au doubleur pour gagner encore un peu, en modifiant sans doute un peu la résistance de charge.
Même avec des diodes à faible seuil, tu perds pas mal à cause de ces seuils. Pourquoi doubler la tension, si c'est la puissance que tu veux optimiser ?

Merci pour ta réponse. Effectivement le point limitant est la résistance du cuivre, plus que l'inductance, je n'avais pas réalisé.
Je veux effectivement optimiser le transfert de puissance mais il me faut du DC (pour charger une supercap, par exemple), voilà pourquoi j'ai besoin d'un redressement.

Entre un redressement simple alternance qui fait perdre qu'une seule tension de seuil ou un double alternance qui en fait perdre deux, je pense quand même que le double alternance est le plus efficace. Mais la tension en sortie serait très faible à cause du double seuil, c'est pourquoi je l'ai monté en doubleur de tension.

Si tu as une autre idée je serai preneur. Mon rêve aurait été de trouver un IC d'energy harvester qui rentre directement en AC (avec un redressement actif sans seuil par exemple) mais je n'ai rien trouvé à ce sujet.

[jiherve]

bonjour
il faut un redressement sans seuil voir "energy harvesting" chez AD/LT.
JR

[A voir en vidéo sur Futura]

[fdamien12]

bonjour
il faut un redressement sans seuil voir "energy harvesting" chez AD/LT.
JR

Bonjour, merci pour ta réponse.
C'est effectivement exactement ce qu'il me faudrait et je pensais trouver des circuits dédiés à cet usage, mais cela ne semble pas si courant.
Chez Analog Devices certains circuits intègrent bien un redresseur, mais c'est un pont de diodes classique. Pas de redressement sans seuil .

Si tu connais une référence je serai preneur, car je ne trouve rien de probant.

Lien vers la page d'energy harvesting : https://www.analog.com/en/products/p...arvesting.html
Il existe des contrôleurs pour faire un redressement sans seuil, mais le but est plutôt de limiter la puissance dissipée pour les courants élevées. Du coup, ils ne fonctionnent pas avec des tensions si basses : https://www.analog.com/en/products/m...de-bridge.html

[Antoane]

Bonjour,

Il n'est pas trivial de fonctionner avec des tensions aussi basses, même si le fait qu'on soit au-dessus d'un Vbe aide beaucoup. La (une) solution classique consiste à utiliser des diodes classiques (ou du moins schottky) pour récupérer un peu de tension DC permettant d'alimenter un circuit boost, dont la sortie va servir à alimenter un redresseur synchrone, i.e. à mosfet et donc fort rendement, qui va permettre d'extraire de la puissance.
Les diodes ne servent donc qu'au démarrage du circuit, le temps d'avoir un peu de tension DC.

Une autre solution serait d'utiliser un transformateur 50 Hz directement en sortie du générateur.

Le tout devrait constituer un MPPT.

Ca fait longtemps que je n'ai pas lu ces sujets, mais je pense que tu peux en tirer quelque chose :
https://forums.futura-sciences.com/p...rtisseurs.html
https://forums.futura-sciences.com/p...tion-230v.html

[fdamien12]

Bonjour,

Il n'est pas trivial de fonctionner avec des tensions aussi basses, même si le fait qu'on soit au-dessus d'un Vbe aide beaucoup. La (une) solution classique consiste à utiliser des diodes classiques (ou du moins schottky) pour récupérer un peu de tension DC permettant d'alimenter un circuit boost, dont la sortie va servir à alimenter un redresseur synchrone, i.e. à mosfet et donc fort rendement, qui va permettre d'extraire de la puissance.
Les diodes ne servent donc qu'au démarrage du circuit, le temps d'avoir un peu de tension DC.

Une autre solution serait d'utiliser un transformateur 50 Hz directement en sortie du générateur.

Le tout devrait constituer un MPPT.

Ca fait longtemps que je n'ai pas lu ces sujets, mais je pense que tu peux en tirer quelque chose :
https://forums.futura-sciences.com/p...rtisseurs.html
https://forums.futura-sciences.com/p...tion-230v.html

Bonjour Antoane, merci pour ta réponse.
Effectivement je pourrais alimenter un redresseur synchrone avec la sortie du boost.
Je regarderai de ce côté si je n'obtiens pas un rendement suffisant.

Merci à tous