Controler l'intensité d'un flash photo via IGBT

[Paquito]

Bonjour !

Je cherche à fabriquer un flash photographique dont je pourrais contrôler l'intensité via un microcontrôleur (pour le moment un Arduino).
Je précise que je suis au courant (haha) des risques liés aux gros condensateurs et au 220v/ac.

J'ai pu faire un flash que je peux déclencher via mon Arduino en suivant ce circuit :
home_made_flash_sche.jpg

Super, ça marche bien !
Mais je n'ai pour le moment que la possibilité de faire fonctionner le flash à puissance Max.
Je souhaite pouvoir changer l'intensité du flash.

J'ai pensé à réduire la charge en volts du condensateur de 300v à moins, mais je me suis retrouvé face à un casse tête pour le charger à une tension moindre, contrôler la tension via mon Arduino et couper au bon moment, le décharger lorsqu'on sélectionne une tension inférieur à celle à laquelle il est déjà chargé...

Puis je me suis penché sur la méthode IGBT :
On allume le tube, puis on l'éteint électroniquement en coupant son alimentation entre lui et le condensateur, en ne laissant le courant passer que quelques µs.

J'ai utilisé des RJP4301, utilisés dans des flash cobras (le flash que je fabrique a une puissance inférieur à ceux-ci).
La doc :
https://pdf1.alldatasheet.com/datash...JP4301APP.html

et le circuit que j'ai fait s'apparente à celui de la doc :
Capture.PNG


Mon problème est donc :

Je n'arrive pas à utiliser ce composant, je ne sais pas si ceux que j'ai acheté sont de mauvaise qualité mais je les grille (toutes les broches semblent laisser passer le jus entre elles après utilisation, comme si ce n'étais plus qu'un bout de métal à trois broches).

Lorsque je le met sur le circuit, sans même connecter la broche Gate à quoi que ce soit, il laisse passer le courant et le tube xénon s'allume. Il devrait être fermé pourtant, non ?
Pourtant je ne suis pas à sa tension maximum de fonctionnement, mon condensateur est chargé à 300v au max.

Ais-je fait quelque chose de mal ?
Ais-je mal compris son fonctionnement ?
Si quelqu'un peut me renseigner, ça serait génial, je m'arrache les cheveux à trouver une solution depuis trois jours...


Note :
J'utilise électronique depuis longtemps mais de façon assez empirique et expérimentalement, je ne suis pas très calé, il me manque probablement pas mal de notions, soyez indulgent si j'ai dit quelque chose d'hérétique


Merci beaucoup !

Paquito
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[Piefra]

Slt,

Deja il y a des mosfet tres sensible aux decharge e-statique , ca peux ce griller au touche du doigt
Ce n'est parcequ'il supporte plusieurs centaine de volts entre source et drain qu'il en est de meme avec le gate
Et en general il ne faut pas laisser un gate en l'air , un r en push ou en pull selon le canal est toujours la bienvenue
et garanti un etat ouvert par defaut
Avant ils etaient vendu avec une mise en cours jus du gate a retirer a la pose

De plus si tu as teste des flashs sur gate manuel il y a des chances que tu es depasse le temps de conduction autorise pour le courant max
C'est tres sensible aux pics et pas tres mesurable en amzteur
Voir la datasheet

De la lecture sur le sujet
https://www.sonelec-musique.com/elec...bases_esd.html

Cdlt

[jiherve]

Bonjour,
déjà le tube flash ne devrait pas être actif en l'absence de pulse d'ignition, en clair IGBT ou pas le tube doit être "éteint", s'il s'amorce tout seul c'est que l'alimentation dépasse et de loin la valeur réglementaire.
et en effet il faut un pull down sur la gate pour eviter une conduction inopinée de l'IGBT.
JR

[gienas]

Bonjour Paquito et tout le groupe

... Je souhaite pouvoir changer l'intensité du flash.

J'ai pensé à réduire la charge en volts du condensateur de 300v à moins, mais je me suis retrouvé face à un casse tête pour le charger à une tension moindre, contrôler la tension via mon Arduino et couper au bon moment, le décharger lorsqu'on sélectionne une tension inférieur à celle à laquelle il est déjà chargé ...

Là "méthode"que tu emploies pour modifier l'énergie n'est pas convenable.

1- la tension contenant l'énergie ne doit pas baisser, elle doit rester à son maximum. Éventuellement, tu peux changer le condensateur (baisser sa valeur pour baisser l'énergie);

2- l'amorçage du flash se fait au moyen de l'impulsion THT sur" l'amorce" qui doit être référencé à la cathode, reliée directement au négatif de la source;

3- bien que ce ne soit pas très sain, tu peux limiter l'énergie en "supprimant" la tension quand le flash à délivré assez d'énergie: court circuit du condensateur par un SCR après un certain délai.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Paquito]

Merci à tous pour vos réponses, j'y vois un poil plus clair mais j'ai toujours des interrogations :

déjà le tube flash ne devrait pas être actif en l'absence de pulse d'ignition, en clair IGBT ou pas le tube doit être "éteint", s'il s'amorce tout seul c'est que l'alimentation dépasse et de loin la valeur réglementaire.
et en effet il faut un pull down sur la gate pour eviter une conduction inopinée de l'IGBT.
JR

Il ne s'active pas tout seul, uniquement quand j'envoie un signal sur la bobine THT, tout marche bien de ce coté là. La tension est bien de ~300v.

Là "méthode"que tu emploies pour modifier l'énergie n'est pas convenable.

1- la tension contenant l'énergie ne doit pas baisser, elle doit rester à son maximum. Éventuellement, tu peux changer le condensateur (baisser sa valeur pour baisser l'énergie);
2- l'amorçage du flash se fait au moyen de l'impulsion THT sur" l'amorce" qui doit être référencé à la cathode, reliée directement au négatif de la source;
3- bien que ce ne soit pas très sain, tu peux limiter l'énergie en "supprimant" la tension quand le flash à délivré assez d'énergie: court circuit du condensateur par un SCR après un certain délai.

1- Je tente juste de reproduire les circuits que j'ai pu voir, il semble que ça soit comme cela que fonctionnent les petits flashs et à présent les gros de studio aussi pour certain (avant c'était surtout un abaissement de la tension du condensateur). Je dis ça uniquement d'après mes recherches, peut-être que je me trompe. Je ne souhaite avoir qu'un condensateur et pas plusieurs pour régler la puissance (avec un potentiomètre par ex). J'aurais besoin de plusieurs niveau d'intensité de flash selon mon utilisation donc je dois pouvoir faire varier tout ça à la volée.
2- je ne suis pas sur de saisir mais pour le moment tout marche bien, j'utilise la THT pour ioniser le tube via la paroi du verre comme indiqué sur la doc du tube
3- C'est une idée intéressante, mais je ne risque pas de flinguer le condensateur ou de provoquer un incendie ? Je préfère décharger le condensateur "juste de ce qu'il faut" comme pour les petits flash cobras utilisant le même IGBT que j'ai (RJP4301)

Ce n'est parcequ'il supporte plusieurs centaine de volts entre source et drain qu'il en est de meme avec le gate
Et en general il ne faut pas laisser un gate en l'air , un r en push ou en pull selon le canal est toujours la bienvenue et garanti un etat ouvert par defaut
Avant ils etaient vendu avec une mise en cours jus du gate a retirer a la pose

De plus si tu as teste des flashs sur gate manuel il y a des chances que tu es depasse le temps de conduction autorise pour le courant max
C'est tres sensible aux pics et pas tres mesurable en amzteur

Merci beaucoup pour cette réponse assez claire.

Pour le pic, j'utilise des impulsions de l'ordre de 1 a plusieurs µs avec l'arduino (j'ai aussi testé plus mais ça donne rien de mieux)
Je ferais donc attention lors de mes prochaines manipulations.
Avec le multimètre et des tensions assez faibles, j'ai pu voir qu'il semblait fonctionner lorsque je fais passer du 5v dans la Gate.
D'ailleurs, je n'ai pas compris sur la datasheet si je dois mette du 5v ou plus. J'ai vu 28v quelque part et 30 autre part).


Pour le pull-down, j'ai mis 200k entre la gate et le ground. Est-ce bon ? Car avec, ça l'a rien laissé passé du tout du coup. Puis après j'ai grillé l'igbt avec un autre test.
C'est encore un peu abstrait même si je commence à comprendre son intérêt.
Ça parle aussi d'une résistance de 30ohms entre la Gate et l’émetteur du signal.


Tout mon problème consiste à faire marcher la partie "circuit d'extinction" entouré en vert sur le schéma n°2
Schéma 1 (qui fonctionne bien pour décharger la totalité du condensateur)
circuit 1 fonctionnant bien.jpg


Schéma 2
circuit 2 à résoudre.jpg



Merci encore pour votre aide, en vous lisant et expérimentant j'ai l'impression de comprendre certaines choses dont je n'avais pas du tout conscience avant.

[Paquito]

J'ai oublié cette image dans mon message, sorry !

[Piefra]

Re,

Plusieurs truc me gene dans ton schema

La datasheet positionne l'igbt entre le condo et la lampe + le trigger , toi tu le met entre la lampe et la masse du trigger
Si il y a des impulsions inverses a l'ouverture de l igbt elle se retouve au borne de l igbt ( peut etre l'origine des cramage )

La liaison gnd vers l'arduino en direct avec la partie tht et secteur me gene ,
si une diode du pont se met en court jus tu te retrouve avec du secteur sur l'arduino
Si un parasite tht se produit , ce qui doit forcement arrive , il remonte vers la logique ...

Je pense qu'il faudrait intercaler un driver d'igbt specialise
Par ex https://www.simplecircuitdiagram.com...-flash-driver/

Cdlt

[Paquito]

La datasheet positionne l'igbt entre le condo et la lampe + le trigger , toi tu le met entre la lampe et la masse du trigger
Si il y a des impulsions inverses a l'ouverture de l igbt elle se retouve au borne de l igbt ( peut etre l'origine des cramage )

Ahhh,h bien vu !
A force d'avoir la tête dedans je n'ai pas vu mes erreurs potentielles :
En fait, pire (ou peut-être mieux, je ne sais), j'ai mis le circuit THT en parallèle, ou un truc du genre, je m'en sors plus à visualiser le circuit prototypé sous forme de schéma à cette heure-ci.
Je verrais ça demain à tête reposée, s'il me reste des IGBT non cramés, sinon ça sera pour la prochaine livraison, j'en ai commandé une 15aine (je vais faire plusieurs flashs identiques de toutes façons)

Pour le driver tout en un, c'est intéressant, mais il ne sert qu'à piloter des tout petits flashs et celui que je compte faire sera trop puissant pour celui ci. Je vais quand même chercher su'il n'y a pas une solution toute intégrée.
Merci et bonne soirée/matinée à tous !
Paco

[Piefra]

Bjr,

Plutot que de charger ton condo avec le secteur et tous les risques lies , meme si tu ne veux pas un circuit tout en un
Tu peux faire un petit circuit chargeur


Un petit oscillo sur un transfo elevateur , une diode , quelques secondes
Et c'est bon
Si en plus tu met un diviseur correct et un controle par ton uc
Tu geres directement la quantite de joule dans le condo via la tension de charge

Par contre si c'est un stromboscope et des rafales de flash , la il faudra recharger rapidement et seul le secteur sera plus adapte

Cdlt

[jiherve]

Bonjour
bien sur il aura été noté et tenu compte du fait que cet IGBT doit être commandé par un signal 28V donc très au delà de ce que sort un arduichose.
JR

[zibuth27]

hello,

la datesheet (RTFM) indique que la commande doit se faire entre 3 et 5,5V , mais la courbe de performance demande de monter à 30V si tu veux passer le courant de grille max de 1A, que je n'ai pas trouvé dans ma datasheet

cette commande doit vaincre la capacité de grille additionnée de l'effet Miller (reverse transfer capacitance) qui va combattre l'action de la grille , effet de plateau
la grille est une grille de MOS, avec une impédance infinie en DC mais en impulsion il passe un courant non négligeable mais "oublié" dans les datasheets que j'ai trouvées de ce composant
bref la commande de gate n'est pas triviale et la datasheet en fait abstraction c'est pourquoi il existe des circuits spécialisés pour la commande de grilles d'IGBT
le schéma d'application que tu donnes, montre une impulsion de courant du tube xénon qui dure un certain temps et qui ne ressemble pas à une décharge exponentielle de capa dans un tube ionisé (peut-être une partie)
c'est une commande série où il manque l'élément rallongeur de courant

il me fait plutôt penser aux flash "thyristor" (SCR) des 7ties oǜ l'amorçage était classique : capa dans bobine d'impulsion
une inductance insaturable (sans fer) prolonge la durée de décharge du tube xénon
c'était une commande que je qualifierais de parallèle
un thryristor court-circuite le tube au bout du temps "calculé", comme il n'est relié à la capa principale que via l'inductance, ce n'est pas destructif
l'énergie d'un tube flash xénon ne se contrôle pas habituellement par la tension d'alimentation, la différence entre le mini (où on ne peut plus amorcer le tube et le max, où le tube s'amorce tout seul ou s'écaille comme le verre trempé des voitures, est assez faible), la datasheet serait utile ici
pour commander le temps de conduction tu peux utiliser un µC mas pas de "langage" arduichose, le c ou l'assembleur me paraissent utilisable pour des faibles durées d'impulsion, mais un 555 CMOS me semble ici plus maîtrisable et sort une puissance plus importante sur la grille, yapuka faire un transfo d'impulsion pour Rg et Vge (facile), ce qui te permet de bien isoler le circuit du monde extérieur et de protéger l'appareil photo

le schéma présenté par Piefra #9 est curieux et n'utilise pas d'IGBT
deux tubes xénon sont amorcés par un seul transfo d'impulsion sans élément d'équilibrage autre que des diodes
je ne sais pas quel est le tube principal, les deux condensateurs réservoir d'énergie sont de la même valeur et ne sortent pas beaucoup de joules (1/2 x c x V² = 1,7 joules), ça éclaire un timbre-poste à moins d'1cm !
l'alimentation sous 1,5V et transistor très spécifique (faible saturation et importantes restrictions de vente) fait penser à des petits flash d'appareil photo jetable

ton "circuit d'extinction" est un circuit d'amorçage sur lequel on a l'habitude de contrôler la tension de la capa à la masse par un petit tube au néon à 65V qui sert accessoirement à indiquer la charge suffisante

le dessin de ton IGBT n'est pas officiel

avec 400V tu ambitionne plutôt les 1/2 x 680µ x 400V² soit 54 joules, c'est plus un jetable

j'ai déjà fait des flashes sur secteur, mais la résistance de 68 Ω était avantageusement remplacée par une lampe à incandescence (faut toujours en garder dans les tiroirs) ce qui permet d'utiliser sa résistance à froid, environ 10 x plus faible au démarrage et de charger plus vite

l'inductance et la commande série permettent de ne pas devoir débrancher pour éteindre le tube

le 220V n'existe plus depuis 1985 !
ton énergie revue sera donc de 1/2 x 680µ x 324 V² = 36 joules, un peu moins puisque tu ne peux décharger le tube jusqu'à 0 V


saluts