Alimentation AOP/Zener linéaire avec minimum perte

[Bonnes perspectives]

Rebonsoir

DAT44, j'ai essayé le schéma simplifié sans ajustement, cependant pour avoir un résultant j'ai du supprimé la résistance entre collecteur du PNP et émetteur du NPN de 1k. Ca ne marchait pas comme il faut et j'ai vu qu'en supprimant cette résistance ca allait mieux. Par contre j'ai toujours un courant d'environ 300mA dans le NPN (TIP31C) qui rejoint la jonction collecteur du/des PNP. Une chose étonnant quand je mesure le courant à la jonction il en manque environ 120mA sur 300mA au total, peut-être à cause du déphasage NPN/PNP je ne sais pas, en tout cas j'ai 300mA qui se baladent en simulation dans le NPN et qui ne vont ni dans la Zener ni dans l'AOP mais qui manque sur AM4 dans le schéma ci dessous.



Au niveau des constatations en comparant avec le montage suiveur NPN à différent niveau de tension, le montage PNP assure bien mieux mais j'ai mauvaise conscience d'avoir enlevé cette résistance collecteurPNP/émetteurNPN. Je me demande si mes résultats sont vraiment valables vu qu'il s'agit d'une simulation.

J'essaierai encore de remplacé les TIP32C par des Mosfet CANALP pour voir.

NOTE le courant I_ch dans l'encadré correspond au courant AM5 et AM8 sur le schéma du haut.
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[Janpolanton]

Bonjour,
Quand on dessine un schéma, il faut éviter que les liaisons qui traversent les composants.
Le schéma n'en sera que plus lisible.

[DAT44]

Bonjour,
le plus curieux dans ces résultat, c'est la valeur de AM2 ? (toujours un chiffre rond)

[DAT44]

je palais des résultats en #30...

[gcortex]

Prends un LM350. DAT44 utilise l'aop dans le bon sens.
Tu devrais retourner l'aop pour un schéma plus propre.

[DAT44]

Bonjour,

DAT44, j'ai essayé le schéma simplifié sans ajustement, cependant pour avoir un résultant j'ai du supprimé la résistance entre collecteur du PNP et émetteur du NPN de 1k. Ca ne marchait pas comme il faut et j'ai vu qu'en supprimant cette résistance ca allait mieux.

Oui, pourquoi pas ...

Par contre j'ai toujours un courant d'environ 300mA dans le NPN (TIP31C) qui rejoint la jonction collecteur du/des PNP. Une chose étonnant quand je mesure le courant à la jonction il en manque environ 120mA sur 300mA au total, peut-être à cause du déphasage NPN/PNP je ne sais pas, en tout cas j'ai 300mA qui se baladent en simulation dans le NPN et qui ne vont ni dans la Zener ni dans l'AOP mais qui manque sur AM4 dans le schéma ci dessous.

il faudrait supprimer la jonction AM3, afin de diminuer le drop-out ...

Au niveau des constatations en comparant avec le montage suiveur NPN à différent niveau de tension, le montage PNP assure bien mieux mais j'ai mauvaise conscience d'avoir enlevé cette résistance collecteurPNP/émetteurNPN. Je me demande si mes résultats sont vraiment valables vu qu'il s'agit d'une simulation.

IRL, Il faudra probablement ajouté un petit condensateur entre la sortie et l’entrée - du LM358 pour faire une compensation de fréquence ...
la référence de tension par Zener n'est pas une merveille (résistance dynamique, instabilité en température ...), sur la simulation cela ne ce voit pas car la tension d'entrée et la température sont stable ...

J'essaierai encore de remplacé les TIP32C par des Mosfet CANALP pour voir.

Le résultat n'en sera que meilleur, ne pas oublier la résistance drain-source (1K environ ...)

[DAT44]

Bonjour,
en #31 pour diminuer le drop-out, ce qui est le but, si tu supprime AM3, tu peux aussi abaisse la valeur de R2 (pas moins de 100 ohms toutefois)

Et si tu utilise un gros PMOS a la place du TIP32C, tu doit pouvoir atteindre un drop-out très faible ...

[jiherve]

Bonsoir,

Bonsoir

gcortex j'ai essayé ton montage en reprenant d'abord les mêmes valeurs pour Vin et Vzener ainsi que le même AOP puis j'ai essayé de corriger Vin et Vzener à 15V en comparant entre l'AOP LT1001 et LM358 toutefois mes résultats ne sont pas probants. Probablement le cablage avec un LM358 aurait du être modifié ? ainsi que les valeurs des résistances pour V Zener = 15 (j'ai pourtant pris la même série) ou Vin différent de 15.5V ??

Quoi qu'il en soit je n'arrive pas à obtenir 15V (la tension de ma Zener) en sortie du montage que ce soit à 30, 24 ou 18V



NOTE: il y a une coquille au niveau des courants AM1, AM2, AM3 dans l'encadré bleu du haut il s'agit respectivement de AM4, 5 et 6 comme dans le schéma

Rendons à César ce qui lui appartient et à moi ce qui est mien!
Donc tu n'as pas compris le schéma la tension de sortie est toujours 2 fois celle de la zener car la valeur de celle ci est comparée à la moitié de celle de sortie (pont diviseur R1,R2).
La Valeur de la zener doit être environ égale à la moitié de la tension d'alimentation du montage pour maintenir entrées et sortie de l'AOP dans leur zone de "confort".
Ce montage ne fonctionne bien en fort courant qu'avec un ballast ayant du gain donc soit un PNP de course soit un Darlington
nota: bien lire ma signature!
JR

[gcortex]

Comme déjà dit, il faut en plus respecter le critère de Nyquist.

[Bonnes perspectives]

Bonjour merci bien de vos réponses

je palais des résultats en #30...

Pour le montage jiherve proposé par gcortex en post14, j'ai bien toujours les mêmes valeurs de courants en simulation qui partent de l'AOP quelle que soit la tension d'entrée 30mA (LT1001), 40mA (LM358)

[Bonnes perspectives]

Bonsoir,


Rendons à César ce qui lui appartient et à moi ce qui est mien!
Donc tu n'as pas compris le schéma la tension de sortie est toujours 2 fois celle de la zener car la valeur de celle ci est comparée à la moitié de celle de sortie (pont diviseur R1,R2).
La Valeur de la zener doit être environ égale à la moitié de la tension d'alimentation du montage pour maintenir entrées et sortie de l'AOP dans leur zone de "confort".
Ce montage ne fonctionne bien en fort courant qu'avec un ballast ayant du gain donc soit un PNP de course soit un Darlington
nota: bien lire ma signature!
JR

il faut donc jouer sur le pont résistif sur Vin+ AOP pour avoir la tension voulue ? Si je diminue R5 du post14 (de Vin+ reliée au GND) je diminue ainsi ma tension de 1/R5*2 ?

[Bonnes perspectives]

gcortex > il faut respecter le critère de Nyquist

oui alors la ça devient plus compliqué mais je vois un peu c'est l'histoire de la stabilité en rétroaction en fonction du gain je crois mais vraiment vague

[Bonnes perspectives]

J'ai essayé ce montage avec 2 PMOS en // mais ça ne régule pas. J'ai essayé de faire varié R2 à 100 et 1k ça ne change rien. Si j'ai 24V en entrée je n'ai pas 15V sur V1

[Bonnes perspectives]

avec des PNP bipolaire ça ne fonctionne pas non plus si j'enlève la liaison filaire entre R2 et le(s) collecteur PNP comme le montage ci dessous.



Je dois mettre la liaison filaire entre R2 et collecteur du PNP quelle que soit la valeur de R2 (100 à 1k) pour que ça régule à la valeur Zener.

Est-ce qu'un condensateur entre Vin+ AOP et Vout AOP changerait quelque chose ?

[jiherve]

Bonjour,
il manque systématiquement les résistances de rappel sur les bases ou les gates!

JR

[Bonnes perspectives]

Bonjour,
il manque systématiquement les résistances de rappel sur les bases ou les gates!

JR

Bonsoir merci de la précision
Je pensais qu'en montage suiveur ce n'était pas nécessaire

[DAT44]

Bonjour,

J'ai essayé ce montage avec 2 PMOS en // mais ça ne régule pas. J'ai essayé de faire varié R2 à 100 et 1k ça ne change rien. Si j'ai 24V en entrée je n'ai pas 15V sur V1

Pièce jointe 450049

Plutôt ça :

[DAT44]

avec des PNP bipolaire ça ne fonctionne pas non plus si j'enlève la liaison filaire entre R2 et le(s) collecteur PNP comme le montage ci dessous.
Pièce jointe 450050


Je dois mettre la liaison filaire entre R2 et collecteur du PNP quelle que soit la valeur de R2 (100 à 1k) pour que ça régule à la valeur Zener.

Est-ce qu'un condensateur entre Vin+ AOP et Vout AOP changerait quelque chose ?

plutôt ça:

[Bonnes perspectives]

Bonsoir
et merci beaucoup pour cette correction

plutôt ça:

Pièce jointe 450091

eh oui pour le coup cette petite modification change tout ! Ca régule bien cette fois que je mette la tension d'entrée à 24 ou le plus bas possible. Et pour le coup ça marche aussi avec un CANAL P alors qu'avec le montage 1 (visible sur le schéma ci dessous) ça ne marchait pas avec des mosfet P.

Le drop out minimal est surtout visible avec les CANAL P comme prévu. J'arrive à moins d' 1V de drop out avec les CANAL P alors qu'avec un PNP j'étais à environ 2V et 2.5V avec 2 voire 3 NPN en parallèle. Ce qui est vraiment mieux

Vu que le NPN ne transporte que 60mA environ, j'ai changé le TIP31C par un BC357b mais pour le coup j'aimerais savoir à quoi sert le condensateur entre Vin- et Vout AOP. J'imagine c'est pour atténuer les fluctuations de la Zener ? un 100nF suffirait il ?

[gcortex]

Mon NPN ne fait pas mieux que 1V, mais avec un seul PMOS ! A voir.
2,5V c'est surprenant : tu as dû faire une erreur (Rbe trop faible ?).

Comme toute alim, il faut au minimum un 1µF plastique en sortie.

Le condensateur dont tu parles accélère la contre réaction :
C'est bon pour la stabilité. Essaye 1nF.

PS : Les MOS peuvent être mis en parallèle sans résistances d'équilibrage.

[Antoane]

Bonjour,

Les MOS peuvent être mis en parallèle sans résistances d'équilibrage.

A priori pas en fonctionnement en saturation (i.e. pour Vgs ~ Vds), à cause de la diminution du V_gs,th avec la tempßerature.

[gcortex]

Bonjour,

A priori pas en fonctionnement en saturation (i.e. pour Vgs ~ Vds), à cause de la diminution du V_gs,th avec la tempßerature.

Le Rds_on augmente avec la température.

[Antoane]

Oui, mais dans cette application, la Rdson n'est pas un paramètre pertinent puisqu'on travaille en saturation (i.e. ici : Vgs ~ Vds, et non Vds ~ 0). Le canal n'est pas en régime d'inversion, il est pincé.
C'est ce genre de plot qui est à considérer :
fs23.PNG
https://www.infineon.com/dgdl/Infine...53565b5a0524fb
ou
fs24.PNG
https://www.onsemi.com/pdf/datasheet/ntb5860nl-d.pdf


PS : pour un BJT :
- "saturation" signifie "ouvert/bloqué"
- "linéaire" signifie Vce >> V_ce,sat
alors que pour un MOSFET :
- "linéaire" signifie "ouvert/bloqué"
- "saturation" signifie V_ds >> R_{ds,on@Vgs=10V}*I_d

PS2 : truc amusant : certain mosfets (SiC) voient leur Rdson diminuer jusqu'à une certaine température du fait de l'augmentation de la mobilité des porteurs, puis croitre à nouveau.

[Antoane]

Bonjour,

Le drop out minimal est surtout visible avec les CANAL P comme prévu. J'arrive à moins d' 1V de drop out avec les CANAL P alors qu'avec un PNP j'étais à environ 2V et 2.5V avec 2 voire 3 NPN en parallèle. Ce qui est vraiment mieux

Vu que le NPN ne transporte que 60mA environ, j'ai changé le TIP31C par un BC357b mais pour le coup j'aimerais savoir à quoi sert le condensateur entre Vin- et Vout AOP. J'imagine c'est pour atténuer les fluctuations de la Zener ? un 100nF suffirait il ?

Théoriquement, il n'y a pas vraiment de limite quant au drop-out minimal pouvant être atteint avec un MOSFET... Il suffit de choisir une Rdson suffisament faible. A l'opposé, un BJT sera limité par son Vce_sat, soit 50-200 mV. Cependant, le MOSFET sera particulièrement bon (en terme de drop-out minimal) pour les faibles courants de sortie car Ron*I est faible lorsque I est faible, tandis que le BJT sera meilleurs aux plus forts courants.
C'est un peu ce qu'on trouve dans cette figure (IGBT et BJT ayant des fonctions de transfert similaires, à ceci près que la tension de seuil est bien plus basse pour un simple BJT) :

Pour I < 25 A le LDO à MOSFET aura un plus faible drop-out du fait de son comportement résistif, alors que poiur I>25 A, le IGBT/BJT aura un plus faible drop-out du fait de sa plus faible résistance dynamique.
Evidement, les valeurs sont purement illustratives.
En pratique... le choix MOSFET/BJT n'a rien d'évident



L'avantage d'une référence de tension constante par rapport à un rapport de division constant est la robustesse (pas de bruyant potentiomètre dans la boucle), l'indépendance du gain de boucle vs la tension de sortie, la possibilité de descendre à zéro en sortie, etc. La question du bruit lorsque Vref est faible est un non/faux-problème : ca concerne de tensions de sorties "faibles" comparativement à une valeur de Vref "raisonnable", et par conséquent innatteignables avec la méthode "classique" (consistant à comparer une portion variable de Vout avec Vref).

C'est brossé dans cette page : https://www.analog.com/en/technical-...-problems.html et expliqué plus en détails dans la litterature associée à cette famille de composants.

[gcortex]

Donc c'est pas idiot de booster un PMOS (pire qu'un NMOS) avec un NPN.

[Antoane]

Sur le principe, ca me semble intéressant... Ca se fait en commutation de puissance, par exemple sur l'étage de sortie de MOSFET-drivers, ou directement en tant que transistor de puissance, mais je ne sais pas si on trouve des applications en fonctionnement linéaire.
Par contre, PMOS+NPN, ca complique la commande.

[gcortex]

Par contre, PMOS+NPN, ca complique la commande.

C'est à dire ? Ou un pnp+npn (hors sujet : qui peut même servir de transistor unijonction pour pas cher)

PS : tu connais des "super P" intégrés ?

[Antoane]

C'est à dire ? Ou un pnp+npn (hors sujet : qui peut même servir de transistor unijonction pour pas cher)

Un PNP et un PMOS peuvent se connecter quasi-directement en parallèle (fonctionnellement, il suffit d'une résistance de base sur le PNP).
Par contre, il faut un circuit plus intelligeant pour gérer un assemblage parallèle NPN+PMOS :

tu connais des "super P" intégrés ?

Qu'est ce que tu entends par "super P" ?

[gcortex]

Je ne parle pas d'un assemblage disparate en parallèle, mais d'un pnp ou canal P qui pilote un NPN de puissance en suiveur de tension.

[Bonnes perspectives]

Bonsoir,

merci beaucoup pour toutes vos réponses

Comme toute alim, il faut au minimum un 1µF plastique en sortie.

Un condensateur céramique ça peut aussi aller ?

Le NPN dans le montage sert à booster le PMOS donc ?

Désolé de casser l'ambiance
aussi j'ai une question naïve
Est-ce que je peux contre-réactionner une perte de charge du coté 230V d'un transformateur en lissant le 230 avec un pont diviseur coté Vin - de l'AOP à la place de contre réactionner directement la tension primaire ?