Sortie PWM de puissance

[fabiendejean]

Bonjour à tous,

J'ai un petit problème de commande PWM, je vous explique en détail:

J'ai une sortie rapide de l'automate qui me permet de générer un PWM, alimenté en 24VDC max 100mA.
Je souhaite faire fonctionner un frein à poudre, tension nominal 24VDC. Le couple de 0Nm à 12Nm varie en fonction du courant qu'on lui donne.
Je veux me servir de la sortie PWM pour faire varier la tension au bornes du frein de 0 à 24V et ainsi chargé plus ou moins le frein.

Jusque là tout fonctionne sauf que mon frein consomme, au maximum 1A, donc je ne peux pas me servir de la sortie automate telle quelle (max 100mA), il me faut un étage de "puissance" (1A )

J'ai essayé plusieurs solutions différentes pour mon étage de puissance:

- Au départ j'ai un essai avec un optocoupleur ABB qui, sur le papier parait parfait, entrée 24VDC 5A, 1000Hz (la fréquence n'est pas énorme mais dans mon cas ce n'est peut être pas un souci, à vérifier).
Sur l'entrée de cet optocoupleur je branche ma sortie PWM automate, et là ça fonctionne mal, très mal. en fait, j'ai bien l'image du PWM d'entrée mais avec une amplitude délirante (60V), le rapport cyclique n'est pas exactement identique et le signal pas vraiment carré.

J'ai tenté de mettre une diode de roue libre, ça ne change rien.
J'ai tenté de mettre une résistance en parallèle, si la valeur de résistance est faible (quelques dizaine de ohm, et nécessite une résistance de puissance) le signal est plus carré, d'une amplitude un peu plus correct mais loin d'être acceptable.

- Ensuite j'ai trouvé ce petit module
qui semble(ait) pouvoir faire l'affaire, sauf qu'il veut une entrée PWM PNP, ma sortie automate est NPN (coupe le 0V), l'entrée signal de cette petite carte est toujours raccordé au 24V et donc toujours alimenté (rapport cyclique de 100%)


Schéma:
Untitled Diagram - VP Online - Google Chrome_3.jpg

- Toujours avec ce petit module, et pour isoler la partie alimentation de la partie signal j'ai essayé en ajoutant un convertisseur DC-DC sur le signal.
L'entrée + à mon alimentation 24V, l'entrée - à la sortie PWM de l'automate. la sortie du convertisseur branché à l'entrée commande du petit module.
Le convertisseur peut swticher à 300kH donc fait pour du PWM... et pourtant...en sortie j'obtiens un signal triangulaire tout moche.

Schéma:
Untitled Diagram - VP Online - Google Chrome.jpg


Bon comme vous le voyer je galère pas mal à faire un truc qui je pense est plutôt simple pour un électronicien/automaticien

Est ce que vous voyez quelque chose dans ce qui a déjà été fait qui pourrait être modifié pour être fonctionnel

Sinon, qu'elle est la solution basique, courante pour ce type de problématique: créer un PWM de puissance en sortie d'automate

Merci d'avance pour votre aide
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[Antoane]

Bonjour,

Sur l'entrée de cet optocoupleur je branche ma sortie PWM automate, et là ça fonctionne mal, très mal. en fait, j'ai bien l'image du PWM d'entrée mais avec une amplitude délirante (60V),

Il faut une Diode de roue libre sur la charge, i.e. le frein.

le rapport cyclique n'est pas exactement identique et le signal pas vraiment carré.

Les temps de commutation ON->OFF et OFF->ON ne sont pas exactement les mêmes (30µs vs. 400µs typique, cf. page 15 https://docs.rs-online.com/79f7/0900766b80e14567.pdf), d'où la distorsion.

J'ai tenté de mettre une diode de roue libre, ça ne change rien.

La DRL est indispensable.

- Ensuite j'ai trouvé ce petit module
qui semble(ait) pouvoir faire l'affaire, sauf qu'il veut une entrée PWM PNP, ma sortie automate est NPN (coupe le 0V), l'entrée signal de cette petite carte est toujours raccordé au 24V et donc toujours alimenté (rapport cyclique de 100%)

Ici, le PNP/NPN e devrait pas être un problème. Le module donné en lien est inverseur : c'est lorsque sont entrée est à 1 que le frein est alimenté. Il reste possible d'inverserr le signal envoyè si nécessaire. En revanche :
- le 24V délivré par l'automate sera un peu trop élevé
- la sortie de l'automate est en quasi circuit ouvert
- Il ne me semble pas que le module intègre de DRL
Il faudra donc un petit circuit d'adaptation.

- Toujours avec ce petit module, et pour isoler la partie alimentation de la partie signal j'ai essayé en ajoutant un convertisseur DC-DC sur le signal.
L'entrée + à mon alimentation 24V, l'entrée - à la sortie PWM de l'automate. la sortie du convertisseur branché à l'entrée commande du petit module.
Le convertisseur peut swticher à 300kH donc fait pour du PWM... et pourtant...en sortie j'obtiens un signal triangulaire tout moche.

Il s'agit d'un convertisseur DCDC, il est prévu pour délivrer une tension continue en sortie, et non pour transmettre un signal.

Sinon, qu'elle est la solution basique, courante pour ce type de problématique: créer un PWM de puissance en sortie d'automate

Quel est le contexte : la solution ne sera pas la même pour un besoin indus/pro que pour un bricolage ?

Mais a priori, j'utiliserais un driver isolé qui commanderait un MOSFET, avec sa DRL, un peu de filtrage, et eventuellement quelques sécurités. Ca doit se trouver en module tout fait, mais je n'ai pas de lien sous la main.