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Dimensionnement diode de roue libre et analyse du signal



  1. #1
    Crashaan

    Question Dimensionnement diode de roue libre et analyse du signal


    ------

    Bonjour à tous.

    Voici mon deuxième poste sur ce forum : Dimensionnement d'une diode de roue libre et analyse du signal.

    Je suis sur un projet demandant l'utilisation d'un actionneur électromagnétique constitué d'une bobine de résistance 0.7Ohm, d'inductance d'environs 5.5mH, alimentée en 16V.
    La commande de la bobine se fait au travers d'un MOSFET correctement dimensionné pour supporter le courant de la bobine.
    La commande du MOSFET se fait avec un signal carré de période quasiment infini avec une impulsion de 200ms à tension proche de 10V . Le schéma du circuit est en pièce jointe.

    Pour la fermeture du circuit, pas de problème. Cependant, l'ouverture du circuit est d'une autre paire de manche.

    Une diode de roue est obligatoire dans ce montage. J'ai calculé le courant dans la bobine qui sera d'environs 26A (j'arrondis à +10%). J'ai aussi calculé que le temps que met le courant à devenir inférieur à 3A sera de 20ms (j'arrondis aussi) et mettra 30ms à devenir inférieur à 1A. (formule de décharge d'une bobine).

    Voici mes questions:
    - 1) Quelles sont les caractéristiques importantes pour qualifier une diode de roue libre ?
    - 2) Puis-je utilisé une diode GF1M ? : https://www.vishay.com/docs/88617/gf1.pdf
    - 3) Est-ce qu'une diode S3KB est MIEUX qu'une GF1M ?https://www.mouser.fr/datasheet/2/39..._1-2522688.pdf
    - 4) Ou est-ce que je me plante totalement ?

    J'ai fait des essais avec une GF1M et une S3KB. Les résultats sont identiques quelque soit la diode utilisée, mais je ne les comprends pas.

    Images 1 : pièce jointe : Signaux_Ouverture_Actionneur_5 00ns.png
    - 5) Concernant la pointe à +80V à environs 600ns. Pourquoi la diode de roue libre ne l'empêche pas ? Est-elle dangereuse pour un MOSFET ayant un VDS de 60V ?
    - 6) Concernant le signal entrée "la pointe à 80V" à 600ns et 1.5µS. Son allure exponentielle nous indique t'elle qu'elle est l'image du courant de la bobine diminuant ?
    - 7) Le plateau autour de 28V entre 1.5µs et 2.75µs. Qui est-il ? d'où vient-il ? (formidable robot, d'un temps nouveau ) Pourquoi oscille t-il autour de 28.5V ?
    - 8) Mêmes questions pour le plateau autour de 20V après 2.75µs.
    - 9) Est-ce que tout cela, comme les temps sont très courts, peut être ignoré ? (je souhaite tout de même comprendre le signal hein ).

    Images 2 : pièce jointe : Signaux_Ouverture_Actionneur_5 00µs.png
    - 10) Le signal entre 10.4µs et 3.1ms. Montre t-il le fonctionnement de la diode de roue libre ?

    Et enfin :
    - 11) Mon MOSFET est-il protégé ?

    Je sais que cela fait beaucoup de questions et j'attend beaucoup de vos réponses , je souhaite vraiment comprendre la petite bête . Merci beaucoup d'avance.

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  3. #2
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Dimensionnement diode de roue libre et analyse du signal

    Bonjour,

    peux-tu fournir une photo du montage, incluant les instruments de mesure ?
    S'ils ne sont pas évident à deviner sur la photo, peux-tu préciser le découplage utiliser sur le rail de puissance ?
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  4. #3
    Crashaan

    Re : Dimensionnement diode de roue libre et analyse du signal

    Bonjour Antoane.

    Je n'ai pas de matos pour prendre des photos et mon téléphone date d'avant la dernière décennie (Sony Ericsson même pas Xperia ...), l'appareil photo de celui-ci est naze.
    J'ai refait le schéma sur kicad en incluant un peu ce qu'il y avais autour.
    La commande du MOSFET se fait grâce à un 555 en mode monostable.
    La commande du 555 se fait gràce à une bête impulsion.

    L'alimentation du 555 se fait grâce à un montage régulateur série avec zener et transistor de ballaste. Les capas d'entrée et de sortie du montage sont les mêmes: 1µF.

    les sondes de l'oscilloscope sont branchés sur les point indiqués sur le schéma et la masse des sondes est mise sur la masse commune du montage sur une plaque a trous, la masse de la plaque à troue est relié a la masse de l'alimentation avec un câble d'une dizaine de cm (tout comme l'alimentation +16V de la carte). Les fils que j'ai utilisés sur ma plaque à trou sont assez gros pour le courant de 26A ne vous inquiétez pas.

    soulèverais-tu un problème d'inductance parasite à cause de mes longueurs de câble ?
    Il y a t'il des lacunes sur le découplage de ma carte ?
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  5. #4
    Vincent PETIT
    Animateur Électronique

    Re : Dimensionnement diode de roue libre et analyse du signal

    Bonjour,
    Citation Envoyé par Crashaan Voir le message
    soulèverais-tu un problème d'inductance parasite à cause de mes longueurs de câble ?
    Ce n'est pas impossible, de même qu'un couplage inductif avec l'environnement autour de l'inductance (un peu comme l'inductance de fuite d'un transfo) au quel cas il faut un peu plus qu'une diode de roue libre, il faut un snubber.
    Là où il n'y a pas de solution, il n'y a pas de problème.

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Crashaan

    Re : Dimensionnement diode de roue libre et analyse du signal

    Bonjour m.Petit

    J'ai pour projet de faire un PCB maison une fois que j'aurais résolue mon problème de diode de roue libre, Les impédances parasites dû à mon câblage diminuerons à ce moment la.

    J'ai tenté de rajouter un snubber en parallèle de mon MOSFET. par contre je suis pas très content de mes valeurs de R et de C:
    l'énergie dans ma bobine vaut : Ebobine = 1/2 L I² donc j'ai 1/2 x 0.0055 x 26² = 1.86J.
    je souhaite ne pas dépasser 50VDS sur mon MOSFET donc l'énergie dans mon condensateur de snubber : ECond = C * U² / 2 ce qui donne Econd x 2 / U² = 1.86 * 2 / 50² = 1.5mF (j'arrondis)
    Ma résistance : VDSmax / Imax = 50/26 = 2Ohm. (j'arrondis)

    J'ai testé le circuit, je précise que j'ai conservé la diode de roue libre et j'obtient le résultat suivant : Image en pièces jointes.

    Ce qui me géne:
    - J'ai toujours cette pointe de tension ... Mon MOSFET risque t'il quelque chose ?
    - 1.5mF me semble gros, surtout qu'il doit pouvoir supporter une forte tension pendant un temps très court. Gros condensateur ?
    - 2Ohm me semble faible, je devrais donc prendre une grosse résistance pour dissiper la puissance le temps que C soit complétement chargé.

    - Cela ne répond pas à toutes les questions que j'ai posé dans mon 1er message.
    - Est-ce une solution ?

    Dans l'attente de vos retours
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  8. #6
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Dimensionnement diode de roue libre et analyse du signal

    Bonjour,

    Les photos du montage permettent de se faire une idée des éléments parasites.
    > https://forums.futura-sciences.com/a...neur_500us.png
    montre que la bobine se décharge probablement en environ 3.1 ms, son énergie étant dissipée dans sa résistance et dans la diode.

    > https://forums.futura-sciences.com/a...neur_500ns.png
    n'est pas évidente à interpréter...
    - le plateau de Vdrive à -2 V pendant 1 µs est probablement du au di/dt dans une inductance de masse de ~300 nH ;
    - le retard entre 0 et 500 ns correspond au vidage de la capa de grille jusqu'au plateau Miller
    - le pic de tension est une sur-tension majoritairement due à l'inductance parasite n'étant pas en parallèle de la DRL.
    - je n'explique pas la chute de Vds à 1.5 µs (moment ou Id s'annule), ni celle à 2.7 µs... Peut-être des effets de di/dt associé à des inductances parasites...

    > - 1) Quelles sont les caractéristiques importantes pour qualifier une diode de roue libre ?
    Pas grand chose... Il faut que la diode accepte un courant pic de 26 A, et une énergie suffisante.

    > J'ai fait des essais avec une GF1M et une S3KB. Les résultats sont identiques quelque soit la diode utilisée, mais je ne les comprends pas.
    La S3KB sera plus robuste, donc a priori préférable.

    > 5) Concernant la pointe à +80V à environs 600ns. Pourquoi la diode de roue libre ne l'empêche pas ?
    A cause des éléments parasites : tu ne mesures pas que le Vds, mais un Vds + L*di/dt + d'autres choses... La boucle de la maille de commutation (i.e. la surface de la boucle de courant passant du condensateur de découplage, par la DRL, par le MOSFET, et de retour au condensateur, doit avoir une surface minimale) devrait être minimale pour empêcher les surtensions. En pratique cependant, comme tu ne commutes pas souvent, il n'est possiblement pas nécessaire de faire trop d'efforts pour avoir une belle commutation "comme dans les livres" -- ce serait différent pour une alimentation à découpage

    > Est-elle dangereuse pour un MOSFET ayant un VDS de 60V ?
    Un MOSFET 60 V serait assez probablement passé en avalanche sous 85 V, ce qui tend à confirmer le fait que tu ne mesures pas que le Vds.
    Pour répondre à la question : ça dépend de l'énergie, ainsi que du MOSFET. Mais s'agissant d'une surtension due à une inductance de fuite, il est très probable que cela ne face pas de risque : l'énergie est faible et le mosfet tolère de passer momentanément en avalanche.

    > 6) Concernant le signal entrée "la pointe à 80V" à 600ns et 1.5µS. Son allure exponentielle nous indique t'elle qu'elle est l'image du courant de la bobine diminuant ?
    Pas simple... Mais je pencherais plutôt pour la décharge de la capa de sortie du MOSFET, qui avait été chargée par l'énergie stockée dans l'inductance de fuite.

    > 7) Le plateau autour de 28V entre 1.5µs et 2.75µs. Qui est-il ? d'où vient-il ? (formidable robot, d'un temps nouveau ) Pourquoi oscille t-il autour de 28.5V ?
    > 8) Mêmes questions pour le plateau autour de 20V après 2.75µs.
    Je ne sais pas. Avoir un schéma plus complet, et quelques mesures additionneles aiderait à trancher

    > 9) Est-ce que tout cela, comme les temps sont très courts, peut être ignoré ? (je souhaite tout de même comprendre le signal hein ).
    Probablement oui, car tu ne commutes pas souvent.

    > 10) Le signal entre 10.4µs et 3.1ms. Montre t-il le fonctionnement de la diode de roue libre ?
    Oui : celle-ci se bloque à 3.1 ms.

    > 11) Mon MOSFET est-il protégé ?
    Si on voulait bien faire les choses, il faudrait diminuer l'inductance de maille et choisir un découplage propre. Améliorer le routage en rapprochant le condensateur de découplage des composants actifs aiderait déjà beaucoup.
    En pratique, le montage tel-que pourrait déjà suffire.

    Il faut vraiment connecter proprement la masse des sondes, avec la pince de masse connectée proche de la broche où tu mesures la tension, et avec le fil de la pince croco enroulé tant que possible pour minimiser l'inductance de la masse de la sonde.

    Le snubber, s'il est utile, ne doit pas absorber l'énergie de l'inductance de 5.5 mH, mais celle de l'inductance parasite.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

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  10. #7
    Black Jack 2

    Re : Dimensionnement diode de roue libre et analyse du signal

    Bonjour,

    Il y a une "caractéristique" de diode existant pour chaque diode ... et quasi jamais donnée dans les datasheets.

    Un phénomène connu et largement documenté est le temps de recouvrement d'une diode (donc la charge emmagasinée qu'il faut évacuer à la coupure de la diode).

    MAIS, l'autre phénomène quasi jamais précisé est "le délai à l'allumage".

    Lorsqu'une diode est soudainement polarisée en direct, elle ne se met pas à conduire instantanément. Il y a un "temps de latence" avant que la conduction en direct ne soit efficace.

    C'est très probablement ce qui provoque le phénomène observé, la diode "prend du temps avant de conduire en direct".

    Le hic avec ce phénomène est que son ordre de grandeur est le même avec une diode classique de redressement ou une diode shottky, contrairement à ce qui se passe à la coupure où les diodes "rapides" sont plus efficace sque les autres et donc remplacer la diode par une rapide n'améliorera probablement les choses ici.

    Dans beaucoup de cas, ce phénomène est masqué, par exemple si les commutations vers la coupure des transistors sont relativement lentes, mais avec des commutations rapides (Mosfet), on est en plein dedans pour avoir le phénomène.

    On peut (peut-être) raboter le problème en ajoutant une varistance (style MOV) sur la diode, le MOV n'est pas infiniment rapide, mais sa capa est souvent de valeur suffisante pour atténuer la pointe de tension avant que l'écrêtage par le MOV et/ou la diode ne prenne la suite.

  11. #8
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Dimensionnement diode de roue libre et analyse du signal

    Bonjour,

    Le turn-on time est aujourd'hui assez négligeable pour une diode, les inductances parasitent limitent davantage la montée en courant. Voir par exemple cette app note qui, il y a déjà plus de 10 ans, trouvait des temps caractéristiques de quelques ns, et des surtension de quelques Vf : https://www.analog.com/en/technical-...egulators.html
    A comparer avec les ~200 ns de commutation ici observés.

    C'est ce qu'indiquait Tropique :
    il y a 40 ans, le forward recovery pouvait être un problème, mais maintenant même des diodes lentes ont un Vf multiplié par seulement deux ou trois pour des di/dt conséquents.
    Avec certains switchers ultra-rapides, qui commutent en deux trois ns, cela peut devenir un problème, mais cela reste assez marginal. Le regretté J. Williams avait fait un papier sur le sujet il y a quelques années. *
    Voir https://forums.futura-sciences.com/e...ml#post4820401
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  12. #9
    Vincent PETIT
    Animateur Électronique

    Re : Dimensionnement diode de roue libre et analyse du signal

    La remarque d'Antoane est très importante pour ne pas mesurer des artefacts (la sonde capte aussi l'environnement proche qui est très pollué par l'interruption du courant dans l'inductance). Certains fabricants de sonde d'oscillo livrent ce type de connexion à la masse pour minimiser cette effet, tu peux éventuellement t'en servir si tu en as.

    Nom : 20211013_163932.jpg
Affichages : 56
Taille : 122,9 Ko

    Selon moi le snubber a été efficace si j'en crois la disparition des oscillations secondaires.

    En ce qui concerne le Mosfet il faudrait probablement un driver pour le commander, cela permettrait de décharger les capa parasites bien plus vite.
    Là où il n'y a pas de solution, il n'y a pas de problème.

  13. #10
    Crashaan

    Re : Dimensionnement diode de roue libre et analyse du signal

    Grand merci Antoane !

    J'ai lu tout ce que tu expliquais, j'en conclue que beaucoup de mes perturbations provenais de mes longueurs de câbles.
    J'ai donc réduit au maximum mes longueurs de câbles entre l'alimentation stabilisé et ma plaque à trous. pour info j'avais 10cm de câble sur mon GND et 20cm pour mon +16V ...

    La différence est FLAGRANTE : voir image pièce jointe

    Bon il y a toujours cette pointe à +60V ... Mais BLACK JACK 2 est La (merci et encore merci pour la piqure de rappel sur les équations diff 2nd degré).

    Je me doutais qu'une diode n'étais pas magique et n'allais pas "se mettre en marche instantanément". Après, je suis un peu frileux pour ajouter un MOV, je ne connais pas trop se composant et je ne l'ai jamais utilisé (est-ce peut être l'occasion ?).

    Ce que je retiens donc:
    - Les composants actifs doivent être correctement découplé aussi bien sur leurs alimentations que sur leurs signaux de commande.
    - Eviter les longs câbles pour des commutations sur charge inductives.
    - Temps de "mise en marche" des diodes à prendre en compte.

    Ce qui me reste à élucider :
    - Antoane, tu faisait mention d'un snubber pour les inductions parasites. Dans mon cas, je devrais le mettre sur la cathode de ma diode de roue libre ? Si oui, comment déterminer l'énergie emmagasiné dans les inductances parasites ? C'est pas un peu mission impossible ?
    - Antoane, tu faisait mention de l'inductance de maille. Sur la maille de la bobine ? donc le chemin +16V -> Bobine -> MOSFET -> GND ? La solution serais d'avoir la longueur de piste (lorsque je ferais le routage) la plus courte et directe possible ?

    - Et enfin, mais optionnelle, quelqu'un connaitrais une diode bon marché pour faire office de roue libre ? (quelque soit la réponse je chercherais de mon coté mais je pense opté par défaut pour la S3KB).

    Merci encore
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  14. #11
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Dimensionnement diode de roue libre et analyse du signal

    Le passage en négatif du Vdriver suggère que, même si ca s'améliore ( ) il reste des artefacts de mesure.
    Peux-tu faire une mesure de Vds avec un connecteur comme celui proposé par Vincent P. en#9, et en déconnectant tout ce qui n'est pas nécessaire (sonde de mesure de Vdriver et sa masse, etc) ?
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  15. #12
    Crashaan

    Re : Dimensionnement diode de roue libre et analyse du signal

    Ha mince j'ai répondue trop lentement.

    Du coup je dit n'importe quoi sur les temps de mise en marche des diodes ^^'.
    Sa n'explique pas la pointe à +60V =(.

    Pour info, la dernière mesure que j'ai posté à été réaliser sans le snubber.

    Comment s'appelle l'embout de sonde avec la masse accolée ?

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  17. #13
    Crashaan

    Re : Dimensionnement diode de roue libre et analyse du signal

    J'ai l'embout ! le petit ressort, je savais pas que j'en avais...

  18. #14
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Dimensionnement diode de roue libre et analyse du signal

    https://www.google.com/search?client...d+spring+probe

    Si tu n'en as pas, il suffit d'utiliser un morceau de fil dénudé et de l'enrouler.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  19. #15
    Crashaan

    Re : Dimensionnement diode de roue libre et analyse du signal

    Mesure réalisée :
    Nom : VDS_seul.png
Affichages : 54
Taille : 66,5 Ko

    Belle pointe n'est-ce pas.
    Avec cette nouvelle pointe de sonde, j'ai mesuré le VGS du MOSFET, et il ne va pas dans le négatif, avant je mesurais la sortie du 555 qui elle allait dans le négatif.

  20. #16
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Dimensionnement diode de roue libre et analyse du signal

    > J'ai donc réduit au maximum mes longueurs de câbles entre l'alimentation stabilisé et ma plaque à trous. pour info j'avais 10cm de câble sur mon GND et 20cm pour mon +16V ...
    > Bon il y a toujours cette pointe à +60V
    ajoute un condensateur entre la cathode de la diode et la source du mosfet, et fais en sorte que le lien entre l'anode de la diode et le drain du mosfet soit cours. Avec des cables de l'ordre du cm, la surtension devrait fortement diminuer

    > Et enfin, mais optionnelle, quelqu'un connaitrais une diode bon marché pour faire office de roue libre ? (quelque soit la réponse je chercherais de mon coté mais je pense opté par défaut pour la S3KB).
    Le choix d'une DRL lorsque les commutations ne surviennent "pas souvent" (i.e. pas pour du PWM) est vraiment peu critique... une simple 1N5401 ferait par exemple l'affaire https://www.vishay.com/docs/88516/1n5400.pdf
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  21. #17
    antek

    Re : Dimensionnement diode de roue libre et analyse du signal

    Si je puis me permettre, en plus des longueur de cable intervient la surface des boucles.
    Par exemple il faut minimiser la surface de la boucle formée par les conducteurs où circule le courant de grille, c'est par là que crapahutent des courants induits fâcheux.
    KIS - keep it short

  22. #18
    Qristoff
    Animateur Électronique

    Re : Dimensionnement diode de roue libre et analyse du signal

    Il ya quand même un truc qui m'interpelle dans les screenshot, c'est le temps de réponse entre la commande de grille et la tension VDS ! on a 500ns
    On est sur d'être sur la grille ?
    Dernière modification par Qristoff ; 13/10/2021 à 18h17.
    Tout existe, il suffit de le trouver...!

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  24. #19
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Dimensionnement diode de roue libre et analyse du signal

    C'est la tension de sortie du driver, pas le Vgs
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  25. #20
    Vincent PETIT
    Animateur Électronique

    Re : Dimensionnement diode de roue libre et analyse du signal

    Pour rebondir sur la remarque de Christophe, la résistance de limitation entre le 555 et le Mosfet pourrait être abaissée, ça devrait réduire le temps de montée de la trace verte sur l'oscillo.
    Là où il n'y a pas de solution, il n'y a pas de problème.

  26. #21
    Qristoff
    Animateur Électronique

    Re : Dimensionnement diode de roue libre et analyse du signal

    Citation Envoyé par Antoane Voir le message
    C'est la tension de sortie du driver, pas le Vgs
    Comment on peut avoir du 20V avec un circuit alimenté en 16V et un 555 en 10V !
    Tout existe, il suffit de le trouver...!

  27. #22
    Crashaan

    Re : Dimensionnement diode de roue libre et analyse du signal

    Bonjour à tous,

    Pour information, le dernier Screenshot de mon oscillo indique la tension VDS, qui peut monter à 20V une fois la DRL mise en marche, la tension VDS = Vbobine + VFdiode. Vbobine = 16V et comme la diode est parcourue par un fort courant, elle peut très bien avoir un VF de 4V pendant un court laps de temps.

    J'ai effectué des modifications sur mon circuit.
    - J'ai tout d'abord réduit ma résistance entre la sortie du 555 et le grille du MOS à 10Ohm. Je peut pas allez en dessous j'en ai pas sous la main actuellement.
    - J'ai déplacé ma DRL en connectant son Anode directement sur le drain de mon MOS. Je peut pas faire plus court.
    - J'ai essayé trois condensateurs : 10pF, 10nF et 1mF entre la cathode de ma DRL et la source du MOS et sa ne change pas grand chose.

    J'obtient le résultat suivant pour VDS et C = 1mF (J'ai la même chose avec 10nF et 10pF):

    images en pièces jointes : Signax_Ouverture_Actionneur_50 0ns_short_cable_1mF_cathode_so urce.jpg

    et pour la forme, voici les signaux VDS et VGS que j'ai:

    images en pièces jointes : Signaux_Actionneur_500ns_short _cable_VGS_VDS.jpg

    Bizarrement la pointe du courant est plus haute aujourd'hui, on crève l'écran et les seuls changements opérés sont :
    - Déplacement de ma DRL qui normalement est mieux placé aujourd'hui
    - Changement de la résistance de grille 220 => 100. Ne doit pas jouer.
    - multiple câblage et décâblage de la carte, affaiblissement d'un connexion quelque part ?

    Une chose que je souhaite essayer et de raccourcir encore mon fil de masse et pourquoi pas mon fil de +16V pour voir si cela change quelque chose, je vous tient évidemment au courant.

  28. #23
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Dimensionnement diode de roue libre et analyse du signal

    Bonjour,
    en diminuant Rg, on augmente la vitesse de commutation, et donc le di/dt, et par conséquent le L*dv/dt.
    Commuter vite permet de limiter les pertes par commutation, mais augmente les EMI... Comme tu ne commutes pas souvent, il n'est pas indispensable de faire commuter très vite.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  29. #24
    Black Jack 2

    Re : Dimensionnement diode de roue libre et analyse du signal

    Citation Envoyé par Crashaan Voir le message
    Bonjour à tous,

    Pour information, le dernier Screenshot de mon oscillo indique la tension VDS, qui peut monter à 20V une fois la DRL mise en marche, la tension VDS = Vbobine + VFdiode. Vbobine = 16V et comme la diode est parcourue par un fort courant, elle peut très bien avoir un VF de 4V pendant un court laps de temps.

    J'ai effectué des modifications sur mon circuit.
    - J'ai tout d'abord réduit ma résistance entre la sortie du 555 et le grille du MOS à 10Ohm. Je peut pas allez en dessous j'en ai pas sous la main actuellement.
    - J'ai déplacé ma DRL en connectant son Anode directement sur le drain de mon MOS. Je peut pas faire plus court.
    - J'ai essayé trois condensateurs : 10pF, 10nF et 1mF entre la cathode de ma DRL et la source du MOS et sa ne change pas grand chose.

    J'obtient le résultat suivant pour VDS et C = 1mF (J'ai la même chose avec 10nF et 10pF):

    images en pièces jointes : Signax_Ouverture_Actionneur_50 0ns_short_cable_1mF_cathode_so urce.jpg

    et pour la forme, voici les signaux VDS et VGS que j'ai:

    images en pièces jointes : Signaux_Actionneur_500ns_short _cable_VGS_VDS.jpg

    Bizarrement la pointe du courant est plus haute aujourd'hui, on crève l'écran et les seuls changements opérés sont :
    - Déplacement de ma DRL qui normalement est mieux placé aujourd'hui
    - Changement de la résistance de grille 220 => 100. Ne doit pas jouer.
    - multiple câblage et décâblage de la carte, affaiblissement d'un connexion quelque part ?

    Une chose que je souhaite essayer et de raccourcir encore mon fil de masse et pourquoi pas mon fil de +16V pour voir si cela change quelque chose, je vous tient évidemment au courant.
    Bien évidemment que la pointe est plus grande, tu as diminué la résistance d'attaque du gate du transistor et donc augmenté la vitesse de commutation. (via la résistance diminuée et la capa d'entrée de gate du transistor).
    Le di/dt dans le transistor a donc augmenté Et la surtension V en bonne partie provoquée par la tension dans les inductances du câblage (V = L.di/dt) augmente.

    Si tu veux la diminuer, ce n'est certainement pas en augmentant la vitesse de commutation que cela ira dans le bon sens.
    Tu peux bien entendu diminuer cette vitesse de commutation, avec 2 effets résultants : la diminution de la surtension et une augmentation des pertes de commutation dans le transistor.

    Il faut bien entendu soigner le câblage pour diminuer les inductances "parasites" et si cela ne suffit pas (ce qui est très probable), il faut ajouter soit des snubbers, soit des écrêteurs (MOV par exemple) et les placer au plus près de l'élément à protéger (ici le transistor).
    La piste supplémentaire étant, si l'échauffement du transistor le permet, de diminuer (même fortement) la vitesse de commutation du transistor.

  30. Publicité
  31. #25
    Crashaan

    Re : Dimensionnement diode de roue libre et analyse du signal

    En effet,

    pour information, j'ai raccourcie encore plus mes retours a la masse et ma longueur d'alimentation +16V. Cela ne change rien.
    J'ai ensuite remis ou elle étais précédemment ma DRL et encore une fois, sa ne change rien.

    J'ai remis une 220 à la place de la 100Ohm, la valeur de la surtension retourne autour de +60V.
    La solution consisterais à augmenter encore cette résistance. Mais je pense que cela ne ferais pas trop de bien au MOS.
    Un compromis serai la meilleur solution ?

  32. #26
    Black Jack 2

    Re : Dimensionnement diode de roue libre et analyse du signal

    Citation Envoyé par Crashaan Voir le message
    En effet,

    pour information, j'ai raccourcie encore plus mes retours a la masse et ma longueur d'alimentation +16V. Cela ne change rien.
    J'ai ensuite remis ou elle étais précédemment ma DRL et encore une fois, sa ne change rien.

    J'ai remis une 220 à la place de la 100Ohm, la valeur de la surtension retourne autour de +60V.
    La solution consisterais à augmenter encore cette résistance. Mais je pense que cela ne ferais pas trop de bien au MOS.
    Un compromis serai la meilleur solution ?
    Bonjour,

    Diminuer les vitesses de commutation va diminuer les surtensions mais augmenter les pertes de commutation dans le transistor.
    Si j'ai bien suivi, ici la fréquence des commutations est faible et donc, on peut augmenter les pertes de commutations (raisonnablement) sans mettre le transistor en danger.

    Pour diminuer les vitesses de commutation, il y a essentiellement 3 moyens.
    - augmenter la résistance d'attaque du gate.
    - mettre un condensateur entre le gate et la source.
    - augmenter l'effet Miller, en mettant un condensateur (de faible valeur) entre le drain et le gate.

  33. #27
    Crashaan

    Re : Dimensionnement diode de roue libre et analyse du signal

    Je vais gratter sur l'augmentation de la valeur de la résistance de grille, sa me semble le plus simple.

    J'ai fait par hasard des essais avec une SK36 comme diode de roue libre, c'est une diode 3A 60V avec un IFRM de 20A et un IFSM de 80A : https://www.rcscomponents.kiev.ua/datasheets/sk36.pdf
    Pour information, tout les essais précédemment effectués ont été réalisés avec une diode GF1M, 1A 1000V avec un IFSM de 30A.
    le résultat est très encourageant : voir PJ.

    Plus qu'à gérer ou comprendre d'où vient cette petite ondulation après la pointe de tension et je serai satisfait
    Images attachées Images attachées  

  34. #28
    Qristoff
    Animateur Électronique

    Re : Dimensionnement diode de roue libre et analyse du signal

    Pour information, le dernier Screenshot de mon oscillo indique la tension VDS, qui peut monter à 20V une fois la DRL mise en marche, la tension VDS = Vbobine + VFdiode. Vbobine = 16V et comme la diode est parcourue par un fort courant, elle peut très bien avoir un VF de 4V pendant un court laps de temps.
    je parle pas du transitoire, je regarde une fois le signal établi. Avec une échelle de 10V/div, on est à 20V ! Why ?
    Et visiblement, ton 555 n'est pas assez costaud pour piloter ton mos. faut un driver
    Dernière modification par Qristoff ; 14/10/2021 à 12h13.
    Tout existe, il suffit de le trouver...!

  35. #29
    Crashaan

    Re : Dimensionnement diode de roue libre et analyse du signal

    Si je dit une bêtise n'hésitez à me le faire remarquer.

    Pour moi cette élévation de tension est du à la mise en fonctionnement de la diode de roue libre, et elle est en fonctionnement pendant quelque ms, le temps de déchargé la bobine. Et la mon échelle est de 500ns/div. Du coup soit je comprend pas le problème, soit quelque chose m'échappe …

    Par contre, je vois pas comment mon 555 n'est pas assez costaud pour ouvrir un MOS, qu'est ce qui justifie cela ? les oscillations ? A quoi sont-elles du ? à la décharges des capacités intrinsèque du MOS ? y a t'il une alternative à un driver ?
    Je sais sa fait beaucoup de questions mais je veux pas juste une solution en mode "ben met ça sa ira mieux". Je souhaiterai comprendre ...

  36. #30
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Dimensionnement diode de roue libre et analyse du signal

    Bonjour,

    Si Rg = 100 ou même 220 Ohm, le courant de grille est limité à ~ 50 ou 100 mA et l'influence du 555, qui est capable de délivrer un tel courant, sur les commutation est assez faible, voire négligeable.

    Ceci dit, le 555 limite la tension de sortie à environ 1 ou 1.5 V de sa tension d'alimentation, ce qui peut augmenter la Rdson du MOSFET -- mais cela n'intervient que dans les phases de conduction, pas pendant la commutation.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

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