Protection alimentation, des avis?

[ATdevice]

Bonjour,

Dans le cadre d'un système alimenté par un adaptateur secteur, je souhaiterais apporter une protection contre l'inversion de polarité, sous tension et surtension dont j'ai joint le schéma édité avec les références des composants que j'ai et qui ne sont pas dans la lib de LTspice...

Le système comportera un convertisseur DC/DC qui génère +/-7V 500 mA à partir d'une alimentation 9V à 18V. Un second DC/DC qui génère +5V 6A à partir d'une alimentation 7V à 28V.
Le système est prévu pour être alimenté en 12V 6A (courant estimé à la louche avec un rendement de 70% pour le convertisseur 5V).

Je définis donc la protection OV/UV entre 10V et 14V approximativement (seuils de 2 diodes Zener). En entrée une diode TVS bipolaire de 15V protège le MOSFET anti inversion. Pendant mes tests j'ai fait flambé une diode unipolaire avec une alim 12V AC (faut que mon système soit idiot proof).

En simulation (composants différents de ceux que j'ai) ça fonctionne comme je voudrais.

Maintenant, en plus de votre avis, j'aimerais bloquer les fréquences > 5 Hz, en gros ce que je remarque en simulation, c'est qu'avec une sinus en entrée, ma sortie oscille également ce qui est logique. Donc dans le cas où on vient avec un transfo 12V AC, le 50/60 Hz arrive en sortie et crame les convertisseurs.

J'aimerais filtrer suffisamment bas, en dessous du Hz, de préférence au niveau du détecteur OV/UV pour que ça coupe la sortie en cas d’oscillations proche de la limite haute ou basse. Je ne souhaite pas utiliser de CI spécialisés ni de comparateurs intégrés, les transistors me conviennent car facilement remplaçables par des équivalents, et on peut les adapter à d'autres plages de tension.

Mon système sera difficilement démontable donc pas de fusible, est-ce qu'il y a une alternative au cas où l'adaptateur secteur ne se mette pas en sécurité?

Merci


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[f6bes]

Bjr à toi, Une protection " inversion de polarité" se gére simplement par une connection à DETROMPEUR !
Pas besoin de composants " spéciaux".
Maintenant rien n'interdit de se compliquer la vie (diode,) (pont de diode= là on n'a pas à réflechir)
Si le générateur ( V3 ) est BIEN filtré, d'ou sort ce....5 hertzs ( manque le 0 qui suit). ?
Mais en général c'est du...100 hertzs !!
A+

[ATdevice]

On n'a des connecteurs Jack DC standards car les alims sont comme ça, mais on a eu plusieurs cas où le client a perdu l'alim fournie avec, et a utilisé une alimentation différente (le GND au milieu et le +12V à l'extérieur de la douille, car ça existe, ou de différentes tensions, etc) et je ne veux pas perdre de place avec un pont de diode 6A ou plus, mon schéma actuel occupe environ 2cm² sur le PCB

Pour la fréquence oui c'est 50 ou 60 Hz (on envoie des équipements dans le monde) mais l'idéal ce serait un système de retard, pour que la protection ne laisse passer le courant 1 seconde (environ) après qu'on aie brancher le Jack. Dans le cas où on arrive avec du AC, la protection ne laisse rien passer. Dans le cas d'une alim inverse, la protection reste bloquée.

[Vincent PETIT]

Bonjour,

Dans le cadre d'un système alimenté par un adaptateur secteur, je souhaiterais apporter une protection contre l'inversion de polarité, sous tension et surtension dont j'ai joint le schéma édité avec les références des composants que j'ai et qui ne sont pas dans la lib de LTspice

Ces protections sont déjà implémentées dans ton schéma, qu'est ce qui pose problème ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[ATdevice]

Mon schéma est justement la protection que je souhaite apporter, donc dans un premier temps votre avis sur le schéma, si il est correct en pratique car non testé en réel.

Et une idée de comment je pourrais faire pour bloquer complètement la sortie si on applique un courant AC, pour le moment on aura une demi alternance positive après M1, mais les convertisseurs qui vont venir derrière risquent de ne pas apprécier même si je mets une capa de 1000uF pour filtrer. Donc j'aimerais implémenter un retard sur un des transistors NPN de commande mais je ne vois pas trop comment

[Antoane]

Bonjour,

il faut ajouter une résistance limitatant le courant dans D4.

En ajoutand une capacité en parallèle de Q1, tu crées une temporisation donnant l'effet inverse de celui voulu :
- lors d'une sur-tension, Q1 se bloque immédiatement, mais la tension de grille croit lentement avec une constante de temps C*R5.
- lorsque la tension revient à une valeur raisonnable, Q1 devient passant, forcant immédiatement Vgs = -Vcc
En inversant le circuit (utilisations de PNP au lieu de NPN) ca marche comme il faut.

Une capa en parallèle de R12 devrait aussi convenir pour ce qui est du blocage continu en cas de surtension répétées.

Il s'agit cependant de minimiser ces capacités "mémoire" pour limiter le delai de réaction.

[ATdevice]

Je ne comprends pas trop l'utilisation de PNP au lieu de NPN pour Q1 et Q2, les tensions aux anodes des diodes Zener D5 et D6 sont toujours >= 0V donc pas possibles de commander les bases de transistors PNP?

[Antoane]

Il faut symmétriser le montage : emetteur des PNP au Vcc, base de chaque NPN à la cathode de sa zener, anode de la zener à la masse.
Et résistance de tirage entre le collecteur du PNP et la masse.

[ATdevice]

On est d'accord que c'est uniquement 2 PNP, pas un de chaque? Je n'arrive pas à reproduire mon état S=A.B\ (A étant le signal D6 R13, et B le signal D5 R12), il faut que ma sortie soit inactive quand VCC < 10 ou VCC > 14V. Avec les NPN je me servais de l'un pour désactiver l'autre, or je ne vois pas comment faire la même opération avec 2 PNP

[Antoane]

C'est exactement pareil : l'un des deux PNP court-circuite la jonction b-e de l'autre.

[Qristoff]

En entrée une diode TVS bipolaire de 15V protège le MOSFET anti inversion.

Mon système sera difficilement démontable donc pas de fusible

la diode D1 va à un moment servir de fusible suivant le générateur appliqué ! pour la protection anti-inversion, rien de tel qu'une simple diode série !

Pendant mes tests j'ai fait flambé une diode unipolaire avec une alim 12V AC (faut que mon système soit idiot proof).

peut être sous-dimensionnée ?

Donc dans le cas où on vient avec un transfo 12V AC, le 50/60 Hz arrive en sortie et crame les convertisseurs.

effectivement, un pont intégré résoudrait les 2 problèmes en même temps !

[Antoane]

C'est exactement pareil : l'un des deux PNP court-circuite la jonction b-e de l'autre.

Au temps pour moi, il faut changer un peu :

C2*R8 définit la temporisation

On peut probablement faire plus simple.

[Qristoff]

Dans le cadre d'un système alimenté par un adaptateur secteur,

Le système comportera un convertisseur DC/DC qui génère +/-7V 500 mA à partir d'une alimentation 9V à 18V. Un second DC/DC qui génère +5V 6A à partir d'une alimentation 7V à 28V.
Le système est prévu pour être alimenté en 12V 6A (courant estimé à la louche avec un rendement de 70% pour le convertisseur 5V).

Pas super clair, (si quelqu'un a compris..), c'est quoi en fait la tension d'entrée ? 9/18V ou 7/28V ou 12V ?

[ATdevice]

Bonjour,

Merci Antoane pour le schéma, c'est plus clair

Je reprends mon explication :
On développe des équipements de tests et mesure pour des labos/université à l'international. Pour se passer des restrictions électriques des différentes zones, on utilise des blocs d'alimentation "medical grade" externes au lieu d'embarquer des alims AC/DC en interne. Selon le type d'équipement les besoins ne sont pas les mêmes (simple +12V, simple +5V, ou triple +5V et +/-12V).

On est confronté à plusieurs problèmes :

- Le matos se balade dans les labos et les blocs d'alim livrés avec se perdent, donc on prend ce qu'on trouve en espérant que ça marche, et souvent c'est pas le cas! C'est les mêmes qui mettent un laser en direct sur un détecteur sans atténuation!
- L'alimentation triple sortie est fournie avec un connecteur DIN de mauvaise qualité (détrompeur trop petit) et on peut potentiellement le plugger dans une mauvaise position!!!
- Il n'y a qu'un seul fournisseur qui peut nous procurer l'alimentation triple sortie en petite quantité.

Donc mon besoin est le suivant :
- Ajouter des protections supplémentaires dans TOUS nos équipements.
- Remplacer les alimentations multiple sortie par une alimentation simple plus facilement remplaçable (12V est largement utilisé) et intégrer dans nos systèmes les convertisseurs DC/DC nécessaires.

Il me faut donc convertir +12V vers +5V, et +12V vers +/-7V (le +/-12V initial était régulé à +/-7V).
Les deux convertisseurs DC/DC que j'ai trouvés ont une plage de tension d'entrée assez large, en gros je pourrais utiliser un bloc d'alimentation compris entre 9V et 18V, mais pour limiter les fantaisies, je veux contraindre l'alimentation à 12V +/-2V (la chute de tension est de presque 1V quand on est à 80% de la puissance max pour le bloc d'alim 12V 8A).

La tension minimale acceptable pour les convertisseurs est 9V, mais ne connaissant pas le comportement du DC/DC à son minimum, la limite basse de 10V laisse une marge confortable à la fois pour celui-ci, et pour la chute de tension en sortie du bloc d'alimentation.
La limite haute à 14V c'est parce que les deux convertisseurs DC/DC ont un rendement maximum à 12V, donc ça sert à rien de dissiper plus de puissance en acceptant une tension plus haute. Cependant la tension peut facilement remonter à 12,5V quand on déleste le bloc d'alimentation, donc garder une marge acceptable pour éviter des coupures intempestives du système (qui doit pouvoir tourner plusieurs semaines pour certaines mesures!)

La diode TVS unidirectionnelle que j'ai cramé en courant alternatif est celle-ci : SMBJ12A.

J'aurais besoin de votre aide pour le dimensionnement d'un fusible réarmable, mon système risque de consommer 6A sur l'arrivée 12V. Si j'utilise une diode TVS en entrée, avec un calibre 6A j'ai peur que le fusible soit trop lent pour déclencher en cas d'inversion de polarité et que ce soit la diode qui crame en premier. Si je pars sur un fusible PTC 4A, il risque de déclencher en utilisation normale à cause de la température dans le boitier qui peut monter à 40~45°C dans un labo non climatisé.

[lutshur]

Bonjour,
Au lieu de de la TVS, faire un crowbar avec un triac ne conviendrait pas ?
Exemple : tension positive inférieure à 18V, pas de déclenchement. Tension négative, pfuitt le fusible.