Commutation phase d'un transformateur

[Bonnes perspectives]

Bonjour Black Jack 2

Merci de ta réponse.

C'est en effet pire que prévu
Je publie ici mes résultats avec 230VAC au primaire et en sortie 24 VAC

A vide sans charge j'obtiens 29,4VAC
Essai sortie secondaire AC avec primaire 230VAC. sans charge.jpg
Avec une charge de 50ohm j'obtiens 28,6VAC
Essai sortie secondaire AC avec primaire 230VAC R=50 P=10W.jpg

On est loin des 22,6VDC que mon alim peut fournir en charge. Mon accu est a 12,7 V pour le moment, ce qui me fera gagner quelques volts cependant j'essaierai comme conseiller de monter la fréquence à 60 Hz et je mesurerai ce que j'obtiens en valeur efficace en sortie. Je ferai aussi des essais avec les snubbers.

J'imagine que si j'avais pris un transfo 2x9V/230V cela aurait un peu contrer ma faible tension en entrée ?
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[Black Jack 2]

Bonjour Black Jack 2

Merci de ta réponse.

C'est en effet pire que prévu
Je publie ici mes résultats avec 230VAC au primaire et en sortie 24 VAC

A vide sans charge j'obtiens 29,4VAC
Pièce jointe 447427
Avec une charge de 50ohm j'obtiens 28,6VAC
Pièce jointe 447426

On est loin des 22,6VDC que mon alim peut fournir en charge. Mon accu est a 12,7 V pour le moment, ce qui me fera gagner quelques volts cependant j'essaierai comme conseiller de monter la fréquence à 60 Hz et je mesurerai ce que j'obtiens en valeur efficace en sortie. Je ferai aussi des essais avec les snubbers.

J'imagine que si j'avais pris un transfo 2x9V/230V cela aurait un peu contrer ma faible tension en entrée ?

Bonjour,

Oui, ton transfo est bien "mauvais" et explique la trop basse tension au secondaire dans ton montage onduleur.

Avec un transfo 230V - (2*9V), 48 VA, 50 Hz ... avec chute de tension de 10 % à puissance nominale (ce qui serait "normal")
A vide on aurait avec 230 V au primaire : 18 * 1,1 = 19,8 volts au secondaire.

En l'attaquant en 22 volts par l'enroulement basse tension, la tension à vide du coté haute tension serait : 230 * 22/19,8 = 256 volts.
et en charge à courant nominal, la tension coté "haute tension" serait d'environ : 0,9 * 256 = 230 Volts

Voir si cela conviendrait dans l'application.

Et si oui, il serait judicieux (si l'application le permet) d'attaquer en 60 Hz et pas en 50 Hz pour éviter de travailler à trop forte induction.

[Bonnes perspectives]

Bonjour
Merci de ta réponse Black Jack 2

L'application finale du projet est allumer une lampe 11W donc rien de délicat cependant vu les résultats obtenus j'aurais eu mieux fait d'attaquer direct en 12V. Bon c'était aussi l'idée de faire un onduleur simple.

Je publie ici un autre essai avec 230 VAC en entrée et une résistance de 13,5V côté secondaire. J'obtiens 24,86VAC rms avec le scope et 24,5 avec le multimètre.
Essai sortie secondaire AC avec primaire 230VAC R=13.5 P=45W.jpg

J'ai fait des essais toujours avec la même alimentation qui fournit 2x11VDC. J'ai fait mes premiers essais sans snubber avec un condensateur côté 22V de 6800uF. L'attaque des grilles se fait toujours en sortie du driver L6588e avec Rgate 100, Rpulldown 10k en // avec Zener 15V

Premier essai sans charge à 50Hz
Tension sortie secondaire AC sans charge 50Hz.jpg
50 Hz avec charge de 11W
Tension sortie secondaire AC avec charge 11W 50Hz.jpg
Sans charge à 65Hz
Tension sortie secondaire AC sans charge 65Hz.jpg
Avec charge de 11W à 65Hz
Tension sortie secondaire AC avec charge 11W 65Hz.jpg

Je gagne environ 2V en appliquant 65Hz au lieu de 50Hz. J'essaierai encore les snubbers et avec la batterie qui montera un peu le primaire.
Avec une charge de 11W au secondaire j'ai un courant consomme de 650mA au primaire.

[Bonnes perspectives]

J'imagine que sur le principe il est possible d'augmenter la fréquence d'un transformateur prévu fonctionner à 50Hz mais vu le peu d'effet obtenu avec 65Hz serait il envisageable de la monter par exemple à 1000 ou 10Khz tout en gardant le même rapport cyclique afin d'arriver à 230 VAC au secondaire ?

[Bonnes perspectives]

Oui j'imagine que ca réduira surtout les pertes mais ne pourra pas augmenter plus que la tension sans charge. Pour ca il faudrait augmenter le rapport cyclique et du coup partir sur une alimentation à decoupage.

[Black Jack 2]

J'imagine que sur le principe il est possible d'augmenter la fréquence d'un transformateur prévu fonctionner à 50Hz mais vu le peu d'effet obtenu avec 65Hz serait il envisageable de la monter par exemple à 1000 ou 10Khz tout en gardant le même rapport cyclique afin d'arriver à 230 VAC au secondaire ?

A ne pas faire.
Passer de 50 à 60 Hz (ou 65 Hz) permet de diminuer l'induction dans le transfo pour diminuer l'impact de l'attaque en carré au lieu de sinusoïdal.
Aller plus haut en fréquence risque fort d'avoir un impact négatif (par exemple via la chute de tension dans l'inductance de fuite qui augmente avec la fréquence).

Tu peux évidemment essayer à par exemple 100 Hz et voir ce qui se passe, et en fonction du résultat, évoluer vers la fréquence qui donnera le plus de puissance, mais ne pas se faire des illusions, le gain sera marginal (voire négatif).
Ce n'est pas ainsi en tout cas que la tension secondaire montera vers 230 V. Le problème est dans le transfo pour les raisons déjà décrites dans mes messages précédents et confirmées par les essais.

[Bonnes perspectives]

A ne pas faire.
Aller plus haut en fréquence risque fort d'avoir un impact négatif (par exemple via la chute de tension dans l'inductance de fuite qui augmente avec la fréquence).

Oui a cause de XL = w*L entre autre j'imagine.
Je me demandais aussi pour le coup si il aurait pas été plus simple d'exploiter les 2 bobines du transfo pour conduire un signal sinusoïdale comme visible sur le croquis ci-dessous

Évidemment j'aurais eu besoin de 2 batteries

[Black Jack 2]

Oui a cause de XL = w*L entre autre j'imagine.
Je me demandais aussi pour le coup si il aurait pas été plus simple d'exploiter les 2 bobines du transfo pour conduire un signal sinusoïdale comme visible sur le croquis ci-dessous
Pièce jointe 447635
Évidemment j'aurais eu besoin de 2 batteries

Attention que ce nouveau schéma est bourré d'erreurs, aucune chance que celui puisse fonctionner.
Repérage des tensions à l'envers, transistor polarisé à l'envers, transfo pas attaqué en tension ...

Autant essayer, si cela est d'intérêt pour toi, de faire fonctionner correctement celui à tension carrée (en changeant de transfo si c'est bien du 230 V efficace qui est attendu au secondaire).

[Bonnes perspectives]

Attention que ce nouveau schéma est bourré d'erreurs, aucune chance que celui puisse fonctionner.
Repérage des tensions à l'envers, transistor polarisé à l'envers, transfo pas attaqué en tension ...

Autant essayer, si cela est d'intérêt pour toi, de faire fonctionner correctement celui à tension carrée (en changeant de transfo si c'est bien du 230 V efficace qui est attendu au secondaire).

Bonjour, merci de ta réponse

Je vais de toute manière essayer de trouver la meilleure solution pour mon projet avec signal carré mais j'avais un second transfo en plus au cas ou je ferais tout sauter. Du coup je me penchais sur une solution "sinusoidale" toutefois je me rends compte que j'ai totalement oublié la polarisation des transistors en ampli à émetteur commun. De plus en me renseignant j'ai constaté que les oscillateurs de Wien sont obligatoirement suivi d'un amplificateur à contrôle automatique de gain (CAG pour les connaisseurs) du fait de la saturation de cet oscillateur. En plus il faudrait déjà que je simule ce montage.
J'imagine que si l'on trouve plus de schéma en signal carré c'est que cela est plus simple en fin de compte à réaliser.

[Bonnes perspectives]

Bonsoir
J'ai grillé ma dernière réserve de MOSFET.
QuelQu'un connait il des MOSFET un peu robuste ou la construction même des MOS est fragile ?

[Bonnes perspectives]

Bonsoir
j'ai lu sur un forum que plus le Ciss est important moins le mos claque facilement. J'ai un BUZ11 sous le main qui me paraissait SURdimensionné cependant à quelques Hz c'est jouable ou bien ? Sinon faut il un Mos avec une tension Vgs plus grande ou cela n'a il rien à voir avec la robustesse du composant ?

Aussi jai lu que pour résoudre le problème il fallait court circuiter Grille et Source ? Cela rend la pull down inutile pour le coup ?

[Bonnes perspectives]

En attendant le prochain "carnage" ou pas...
J'en suis revenu au vilain petit TIP120
Évidemment les résultats sont moins bons
Sans charge au secondaire côté 230 j'obtiens au visuel env.167,168 alors que je suis plutôt à 175 avec un MOSFET (FQPF13N06L)
Tension sortie secondaire AC sans charge 65Hz TIP120.jpg
Et avec une charge prévu 11W sous 230VAC je descends à environ 152V alors qu'avec le mos je descendais à 165V
Tension sortie secondaire AC charge 11W 65Hz TIP120.jpg
donc 10% de plus de perte 168->152 et 8% pour le mos et 8% plus de tension avec le MOSFET 165/152. En tout cas pour ce qui est du rapport tension/tension.
La montée en fréquence ne donne pas un changement notable

[Bonnes perspectives]

Aussi jai lu que pour résoudre le problème il fallait court circuiter Grille et Source ? Cela rend la pull down inutile pour le coup ?

Aïe de mieux en mieux

Je commence a me demander selon le post85 si mes mosfets ne pètent pas a cause d'un Id trop important par exemple si les deux sont en court circuit vu que je n'ai pas de temps mort. Ça pourrait expliquer l'usage d'un mos plus costaud ?

En tout cas le TIP120 est censé supporter jusqu'à 5A seulement et il ne chauffe pas

[Black Jack 2]

Bonsoir
j'ai lu sur un forum que plus le Ciss est important moins le mos claque facilement. J'ai un BUZ11 sous le main qui me paraissait SURdimensionné cependant à quelques Hz c'est jouable ou bien ? Sinon faut il un Mos avec une tension Vgs plus grande ou cela n'a il rien à voir avec la robustesse du composant ?

Aussi jai lu que pour résoudre le problème il fallait court circuiter Grille et Source ? Cela rend la pull down inutile pour le coup ?

Un Ciss important ralentit les commutations ... ce qui diminuent les surtensions à la coupure induites par les inductances de câblage.
Mais cela augmente les pertes de commutation, ce qui n'est pas très important en basse fréquence (comme dans ce problème). MAIS il y le risque, sans temps mort pour passer d'un transistor à l'autre d'un sur-courant pendant ce temps de commutation allongé, car les 2 transistors peuvent se retrouver tous les deux conducteurs pendant ces transitions, mettant le transformateur en court-circuit sur l'inductance de fuite entre les 2 demi-primaires.

[Black Jack 2]

En attendant le prochain "carnage" ou pas...
J'en suis revenu au vilain petit TIP120
Évidemment les résultats sont moins bons
Sans charge au secondaire côté 230 j'obtiens au visuel env.167,168 alors que je suis plutôt à 175 avec un MOSFET (FQPF13N06L)
Pièce jointe 447763
Et avec une charge prévu 11W sous 230VAC je descends à environ 152V alors qu'avec le mos je descendais à 165V
Pièce jointe 447764
donc 10% de plus de perte 168->152 et 8% pour le mos et 8% plus de tension avec le MOSFET 165/152. En tout cas pour ce qui est du rapport tension/tension.
La montée en fréquence ne donne pas un changement notable

Tout cela est conforme à ce qui était pressenti.
Le fait que la montée en fréquence ne donne pas un changement notable est normal.
La montée (faible) de la fréquence diminue l'induction dans le transfo.... ce qui est nécessaire, avec un bon transfo, pour tenir compte que pour une même tension efficace, la tension moyenne en carré est 10 % plus importante qu'en sinusoïdal et que donc l'induction dans le transfo est 10 % plus élevée en tension carrée qu'en tension sinusoïdale.
Mais dans le cas présent, le transfo a de tellement grandes chutes en charge que la tension à vide coté basse tension est décalée de 20 % par rapport à la charge nominale... et que donc en l'attaquant par le coté basse tension en carré, l'induction est faible (- 20 % + 10 % = -10 % par rapport à la normale).
Avec un transfo plus "raide" (donc moins de chute en charge), là l'augmentation faible de la fréquence devrait "aider" le transfo en diminuant son induction pour la ramener à l'induction "nominale'" prévue pour ce transfo.
Mais, comme je l'ai déjà dit, cette augmentation de fréquence ne peut pas faire augmenter la tension secondaire plus que les pertes supplémentaires dues au magnétisant (donc pas énormément) et on peut même être certain qu'en augmentant la fréquence de manière trop grande, on aura l'effet inverse ... donc se limiter à 60 ou 65 Hz est bien.

Remarque :

Il est possible de mesurer si il y a un sur-courant dans les transistors pendant les commutations (due à l'absence de temps mort), mais si le principe est facile, ce n'est pas forcément facile à réaliser.

[Bonnes perspectives]

Bonjour Black Jack2
merci de ta réponse,

Un Ciss important ralentit les commutations ... ce qui diminuent les surtensions à la coupure induites par les inductances de câblage.
Mais cela augmente les pertes de commutation

Alors je garderai les transistors à petit Ciss pour un montage final on va dire mais pour les essais avec manipulation intempestive et cablage volant je vais utilisé un gros Ciss en espérant que ca soit la solution pour éviter des claquages à répétition.

MAIS il y le risque, sans temps mort pour passer d'un transistor à l'autre d'un sur-courant pendant ce temps de commutation allongé, car les 2 transistors peuvent se retrouver tous les deux conducteurs pendant ces transitions, mettant le transformateur en court-circuit sur l'inductance de fuite entre les 2 demi-primaires.

Oui un court circuit mais très court mais du moment que le FET en question peut supporter ce que peut fournir l'alim en court circuit ?

En réponse à mon post #97 (Génération d'une sinusoide d'un transformateur)
J'apporte ici une description d'une solution pour obtenir un sinus EN SORTIE ! ....avec filtre que j'ai trouvé par hasard en fouillant pour solutionner un montage SINUS en entrée. Un sinus en entrée nécessite apparemment un ampli de classe non rentable.
MAIS CA NE CHANGE PAS LE PROBLEME DU SIGNAL CARRE QUI CONSOMME PLUS DE COURANT et de plus ceci utilise un microcontroleur.
Enfin voici le lien auquel je fais référence:
https://askfrance.me/q/comment-appli...-o-61225093740

[Bonnes perspectives]

Ou alors le choix 1 du lien ci-dessus suivi du filtre LC, suivi du transformateur et pour éviter un micro des trigger de schmitt pour faire les séquences d'impulsions
Je sais pas

[Black Jack 2]

Bonjour,

On peut synthétiser une sinusoïde par une PWM qui change la durée de conduction en cours d'alternance ... le tout lissé en sortie par un filtre.

Mais attention, si c'est dans le but d'avoir plus de tension efficace au secondaire (par rapport au simple carré), c'est raté.

On n'aura au mieux une sinusoïde de même amplitude que le carré et cela diminuera très sérieusement la valeur efficace (par rapport au carré).

Exemple chiffré :

Si on a (avec un transfo adéquat), une tension secondaire carrée de 24 Volts, la valeur efficace est de 24 V (et la moyenne sur une alternance est aussi 24 V)
Et avec une sinusoïde d'amplitude 24 V (peut pas faire mieux avec le même transfo et la même tension de batterie coté primaire), la tension efficace sera de 24/sqare(2) = 17 volts et la tension moyenne d'une alternance est 24 * 2/Pi = 15,3 volts.

[Bonnes perspectives]

Bonsoir Black Jack 2

Bonjour,

On peut synthétiser une sinusoïde par une PWM qui change la durée de conduction en cours d'alternance ... le tout lissé en sortie par un filtre.

Mais attention, si c'est dans le but d'avoir plus de tension efficace au secondaire (par rapport au simple carré), c'est raté.

On n'aura au mieux une sinusoïde de même amplitude que le carré et cela diminuera très sérieusement la valeur efficace (par rapport au carré).

Exemple chiffré :

Si on a (avec un transfo adéquat), une tension secondaire carrée de 24 Volts, la valeur efficace est de 24 V (et la moyenne sur une alternance est aussi 24 V)
Et avec une sinusoïde d'amplitude 24 V (peut pas faire mieux avec le même transfo et la même tension de batterie coté primaire), la tension efficace sera de 24/sqare(2) = 17 volts et la tension moyenne d'une alternance est 24 * 2/Pi = 15,3 volts.

Mais oui biensur ...à cause de la valeur crête de 24*rac2 -> il me faudrait une batterie ou tension d'entrée d environ 34V
...ou alors avoir un tranfo de 14V/230V ou 2*7V// soit 17V*(1/29*24) pour avoir la bonne tension à vide avec ce genre de transfo.


J'ai eu pourtant récupérer des transfos qui envoient du 12VAC sans charge. Il s'agissait peut etre en réalité de transformateur prévu pour du 9VAC en charge

[Bonnes perspectives]

Le problème qui faisait claquer mes FET venait du fait que je voulais mesurer le courant au secondaire en mode AC. Je n'arrivais pas a y croire avant;

je l'ai compris quand j'ai remplacé les FET à petit Ciss par un BUZ11 à gros Ciss qui au lieu de claquer, vibrait systématiquement dès que je faisais la mesure. On entendait le bruit des commutations et biensur le signal déformé au scope. Le FET a surement passé des mauvais moment mais au final il a tenu ce qui m'a permis d'isoler mon problème. Je ne comprends toujours pas pourquoi même si je sais que ma valeur en AC n'aurait pas été pertinente du fait du signal carré de ma sortie.

[jiherve]

bonsoir,
mesurer le courant avec un ampèremètre directement branché sur le secondaire ?
Si oui court circuit ou peu s'en faut et çà fume!
JR

[Bonnes perspectives]

Bonsoir jiherve
Merci de ta réponse
L'erreur du débutant !
Cependant c'était pas le cas ici car j'étais en charge (ampoule)

[Bonnes perspectives]

Bonjour
Je veux introduire un atténuateur-snubber RC pour supprimer le pic au front montant du signal primaire du transformateur.
Voici le signal visible sur un des Drain du mosfet
Tension sortie secondaire AC charge 11W 65Hz BUZ11 sans Snuber.jpg
J'ai introduit le snubber entre Drain et Source en // du FET comme c'est visible sur la plupart des configurations et cela me donne quasiment la même chose.
Tension sortie secondaire AC charge 11W 65Hz BUZ11 Snuber.jpg
Le FET actuellement utilisé est un BUZ11 avec Ciss 2000pF et le réseau que j'utilise R=5400 et C=100nF. Ma fréquence 65Hz.

Je ne comprends pas pourquoi ça nattenue pas. Dois je mettre une varistance comme suggéré par Black Jack 2 ?

[Bonnes perspectives]

Mon flanc dure environ 200us avec 100us de folie. Pensez vous qu'il faille que je mette un condensateur plus gros et inversement une résistance plus faible afin d'absorber plus de courant ?

[Black Jack 2]

Bonjour,

Je ne sais pas si un snubber va être efficace (si problème du au manque de temps mort), néanmoins, ce qui est sûr est que pour avoir la moindre chance d'avoir un réel effet, il faut que la résistance du snubber soit bien plus petite que 5400 ohms.

En effet, le courant dans les transistors est de l'ordre de 1 A en charge et il faut que R(snubber) * I < < tension max désirée en commutation sur transistor.

Donc, il faut par exemple Rsnubber = 47 ohms (ou 22 ohms, voire moins) et pour le C, essaie mais il faudra certainement C bien plus grand que 100 nF, peut être 1µF ou plus (par exemple polyester, ou polypropylène ou ... mais pas chimique)

Attention que le C doit être capable de tenir la surtension.

[Bonnes perspectives]

Bonsoir,
Merci de ta réponse

C'est cette relation qui me manquait
Rsbr*Id << Us alors que je prenais en compte uniquement R*C > Transition off-on

Je ne sais pas si un snubber va être efficace (si problème du au manque de temps mort),

J'ai essayé. J'avais mis le signal sortant de la bascule D directement sur le driver et l'autre signal passant par les 2 entrées de laop LM358 avant d'arriver au driver ce qui me retardait d environ 50us mais il y avait toujours la montée terrible.

Pourquoi pas d eletrolytiques si la tension max est respectée et que le - est à la masse ? La durée de vie sinon je vois pas.
C'est parceque le + est flottant lorsque le MOSFET est bloqué ?

[Bonnes perspectives]

Sur mes mesures en DC j'avais un Id de 0,67 qui montait jusqu'à 0.73A après un certain temps je vais essayer R=35 car je n'ai en stock que des 1uF en céramique. 2 condo de 1uF en // ça devrait me donner un Tau suffisant pour vaincre le Glitch à 50V je vais essayer

[Bonnes perspectives]

Sur mes mesures en DC j'avais un Id de 0,67 qui montait jusqu'à 0.73A après un certain temps

I tot primaire = 0.73 autant pour moi

[Black Jack 2]

Bonsoir,
Merci de ta réponse

C'est cette relation qui me manquait
Rsbr*Id << Us alors que je prenais en compte uniquement R*C > Transition off-on


J'ai essayé. J'avais mis le signal sortant de la bascule D directement sur le driver et l'autre signal passant par les 2 entrées de laop LM358 avant d'arriver au driver ce qui me retardait d environ 50us mais il y avait toujours la montée terrible.

Pourquoi pas d eletrolytiques si la tension max est respectée et que le - est à la masse ? La durée de vie sinon je vois pas.
C'est parceque le + est flottant lorsque le MOSFET est bloqué ?

Bonjour,

Dans le cas présent, on a besoin de condensateurs avec une fréquence de résonnance élevée (pour un snubber) et ce n'est pas le cas de la plupart des condensateurs electrolytiques.

Piqué sur le net par exemple :

La fréquence de résonnance série qui délimite les comportements capacitif et inductif dépend de la technologie employée. Dans le cas des condensateurs électrolytiques, cette fréquence est relativement basse (de l'ordre de 1MHz voire moins, selon la valeur de la capacité). Ceci explique pourquoi il est nécessaire en pratique de mettre de plus petites capacités (technologie céramique par exemple) en parallèle avec les condensateurs électrolytiques, lorsque ces derniers servent au stockage de l'électricité.


Ce qui peut se faire est de mettre une capa élecrolytique (pour sa forte capacité) en parallèle sur une capa céramique ou plastique (pour sa faible inductance série). Un électrochimique seul, en général ne convient pas avec les di/dt importants qui génèrent des surtensions dans leur inductance série élevée.

[Bonnes perspectives]

Bonsoir
Merci pour tes nombreux conseils Black Jack 2
J'apprends ce soir de mettre en parallèle condensateur eletrolytiques et céramique. J'avais vu ça sur des schémas sans trop comprendre pourquoi. Je vais donc tester cela avec 1uF et un petit 10uF car le résultat avec 1uF + Rsbr = 68 était prometteur mais ça n'a pas tenu comme visible ci-dessous. Le courant a un peu augmenté puis comme si l'atténuation avait lâché.

Situation sans snubber en bleu primaire Vdrain, rouge secondaire
Tension sortie secondaire AC charge 11W 65Hz BUZ11 sans Snuber.jpg

Situation avec snubber entre Drain et Source C=100nF/R=5.4k
Tension sortie secondaire AC charge 11W 65Hz BUZ11 Snuber.jpg

Situation avec snubber C=1uF/R=68 instant1
Tension sortie secondaire AC charge 11W 65Hz BUZ11 Snuberb.jpg

Situation avec snubber C=1uF/R=68 instant2
Tension sortie secondaire AC charge 11W 65Hz BUZ11 Snuberb+.jpg