[analogique][debutant] Choisir la diode adaptée

[Nlight]

Bonjour tout le monde

Contexte :

• je n'y connais pour ainsi dire rien en électronique
• je fabrique un clavier mécanique avec un module programmable Adafruit ItsyBitsy nrf52840 express
• le module accepte une alimentation allant de 3.6V à 6V
• je veux l'alimenter à l'aide de deux accus 18650 (tension allant de 4.2V à 3.4V selon la charge restante) montés en parallèle (demande moins de connaissances)
• afin de m'assurer que mettre un accu dans le mauvais sens n'ai pas d'effets indésirables, j'ai pensé monter une diode à chaque pôles positif, avant que ceux-ci se rejoignent.

J'en suis au moment où je dois choisir les diodes en question, or il y en a plein, et il y a des caractéristiques qui m'échappent.
prenons les caractéristique cette diode par exemple :

• Courant - Moyen redressé (Io) : 3A
• Tension - Directe (Vf) (max.) à If : 1V @ 3A
• Vitesse : Récupération rapide =< 500ns, > 200mA (Io

Questions :

1. le courant moyen redressé, est-il pertinent dans mon cas en tension continue ? si oui dans quel mesure ?
2. tension directe de 1V @ 3A : tension minimum de 1V dans le "bon" sens pour que le courant passe, ok. Mais les 3A ? c'est quoi, le courant maximum avant que la diode ne crame ?
3. Vitesse : je suppose que je ne suis pas vraiment concerné dans mon cas, mais je suppose que cela a une importance en tension alternative pour déterminer si la diode est adapté à la fréquence prévue, correct ?

Merci à vous
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[vincent66]

Bonjour Nlight et bienvenue sur futura...!


Il s'agit visiblement d'une diode de redressement rapide destinée à être intégrée dans un pont sur le secondaire d'un transfo...

Le courant moyen redressé est en effet pertinent, il donne une indication sur le courant pouvant traverser la diode en régime continu, mais comme on ne connaît pas le courant de ton montage...?

La tension directe donne une nidication de la puissance thermique dissipée, ici P=UxI, 1x3, soit 3 Watts, il faut prévoir un dissipateur conséquent...!

La vitesse n'a en effet pas d'importance ici, elle est seulement à prendre en compte pour de l'alternatif...

En résumé une telle diode c'est du costaud probablement largement sur-dimensionné pour ton application, mieux vaudrait utiliser de diodes schottky qui ont une tension Vf bien moindre et donc dissipent moins en pertes...

Belle journée...!

Vincent

[Nlight]

Merci Vincent pour ta réponse et pour ton accueil

j'ai pris cette diode à simple titre d'exemple. Le courant du montage ? Très bonne question, je me la pose également, je n'arrive pas à trouver cette information, néanmoins je pense pouvoir avancer sans risques que le courant ne dépassera en aucun cas les 1A.

Voici ce que je connais du montage, du module, et des opérations qu'il devra effectuer si cela peut aider à se faire une idée du courant :

• le module en question utilise un microcontroller Cortex M4 et un nrf52840BLE
• tension des GPIO : 3.3V
• le clavier consiste en une matrice de 15 colonnes et 5 lignes de switchs
• la logique consistera à envoyer séquentiellement du courant sur une colonne, puis de tester si le courant passe sur chaque ligne, puis refaire cette opération sur chaque colonne. la fréquence maximale de ce cycle entier, sera de 10kHz
• à l'un des pôle de chaque switch une diode 1n4148 est utilisée. Pour avoir déjà fabriqué un précédent clavier en logique 5V branché sur USB avec une différente carte, je sais qu'à cet endroit-ci, elle conviennent parfaitement.
• Le MCU Cortex M4 supporte un courant maximum de 240mA
• le nrf52840 lui, "4.8 mA peak current in TX (0 dBm)"; "1.5 µA at 3 V in System ON mode"

En toute naïveté, je suppose que le courant variera en fonction du volume d'opérations effectuées par le MCU

Cela aide-t-il à avoir une idée (très) approximative du courant maximum du montage ?

Afin que je comprenne mieux :

Imaginons une tension de 4.2V et un courant de 500mA, le courant passerait-il au travers :

1. d'une diode de tension directe (TD) de 1V redressant 3A ?
2. d'une diode de TD de 1V redressant 1A ?
3. d'une diode de TD de 1V redressant 600mA ?
4. d'une diode de TD de 1V redressant 300mA ? (je serais tenté de penser : juste le temps de sa destruction)

Dans le montage de l'exemple, la puissance vaut 2.1W, faudrait-il une diode avec une puissance de dissipation > 2.1W

Pardonnez mon inculture sur le sujet.

[vincent66]

La puissance que la diode devra pouvoir dissiper se calcule par P= VfxIf, la chute de tension à ses bornes multipliée par le courant la traversant, et l'on s'arrange pour que ce soit le moins possible...

Si le montage dissipe 2,1W sous 3,3V le courant sera égal à I=P/U soit 2,1/3,3 soit 0,63636 A, alors dans une diode ayant un Vf de 1V la puissance dissipée sera de 0,63636 W, dans une diode ayant un Vf de la moitié, une schottky p. ex. la puissance dissipée dans la diode sera de moitié soit 0,31818W...

Un "détail me turlupine néanmoins, dans le montage envisagé avec une diode pour chaque accu il se pourra fort bien que si la tension n'est pas la même pour chaque accu un seul des deux débite et l'autre voie sa diode bloquée et ne débite rien...

Il serait préférable d'utiliser un seul accu du double de capacité à mon avis...

Belle fin de journée...!

[A voir en vidéo sur Futura]

[Nlight]

Merci pour ces précieuses informations

Oui, je comprend en effet le soucis d'un seul des des accu en mauvaise position. En effet, un seul accu du double de lacapacité serait idéal (comme une 26650), mais je n'ai ni de chargeur adapté, ni le support qui va avec

Une alternative serait un montage en série, mais là si déjà j'ai du mal à déterminer la diode adaptée, pensez un régulateur de tension et les condensateur qui vont avec (surtout les condensateurs) , et puis des interference electromagnétique avec un émetteur radio pas loin... bof.

Merci encore et bonne fin de journée à vous

[Nlight]

Après avoir digérer ces informations pendant la nuit, j'aimerais vérifier si mon processus de selection est bon ou non.

Donc, les paramètres du montage à connaitre impérativement sont :

• la tension
• le courant (Im)

Pour selectionner un diode adaptée, il faut impérativement:

• que sa tension inverse > tension du montage
• que son courant redressé > courant du montage

et pour affiner, il faut surveiller que :

• sa chute de tension permette toujours le bon fonctionnement du montage
• sa puissance dissipé ne soit pas trop élevée afin d'éviter que la diode ne chauffe trop

Fort de cela, admettons un montage avec une tension de 4.2V et un courant de 240mA.
La diode aurait un rôle de protection afin de s'assurer de la bonne polarité.
Cette diode-ci devrait donc convenir, non ?
diode schottky 30V 300mA :

• Tension - CC inverse (Vr) (max.) :30V
• Courant - Moyen redressé (Io) : 300mA (CC)
• Tension - Directe (Vf) (max.) à If : 530mV @ 300mA
• Temperature ambiante max sans dégradation du courant : 50~60°C
• puissance dissipée @ 0.240mA (datasheet) : 0.1~0.125W
• puissance dissipée calculée ( Vf*I ; 0.53 * 0.24) : 0.1272W

Le procédé est-il bien juste ?
Le diode pour l'exemple de montage donné, est-elle judicieuse ?

[vincent66]

Oui, cette schottky conviendra...

[Nlight]

Merci

j'ai repensé à cette histoire d'un accu sur les deux branché en polarité inverse... Je pense effectivement vous écouter et partir sur un simple accu de plus grosse capacité (26650 - 6Ah), même si cela va demander plus de délai pour raisons pécunières.

Pour le fun, j'ai pensé à un système de détrompeur visuel. Ceci étant je ne sais guère si les switch SW1 et SW2 du schéma suivant existent... ? l'idée c'est que ce soit des "sélecteur poussoirs" à la manière d'un bouton poussoir tel une touche de clavier, mais avec un contact entre deux plots en positions haute, et un contact entre les deux autre plots en position basse. le but étant qu'il active le circuit de vérification de polarité (postion haute) lorsque le couvercle du compartiment batterie est enlevé, puis une fois le couversle remis (position basse), retour au circuit d'alimentation du module :
détrompeur_polarité.jpg

Qu'en pensez-vous ? Peu de chances que je m'embête à integrer ce système, mais conceptuellement ça fonctionne ?

[Nlight]

Mouarf, quel cou**** !! Je viens de réaliser que le schéma précédent nne risque pas de fonctionner mouarf XD
à revoir donc

[Nlight]

voilà qui devrait être mieux :

[vincent66]

Un peu alambiqué... D1 et D2 ne risquent pas de s'allumer, elles sont à l'envers...

[Nlight]

C'est voulu : elle ne s'allume que dans le cas ou l'accu est à l'envers

Mais c'est vrai que cela gagne à être simplifié :



Après avoir bidouillé un montage, et programé une main loop basique, j'ai mesuré le courant et j'ai obtenu moins de 10mA... encourageant. Je dois tester d'avantage avec une loop plus représentative en consomation de ressources + transmissions bluetooth, histoire de voir à quel courant final j'aurais à faire. Je progresse, petit à petit, mais j'avance quand même