Bonjour,
Je travaille sur le re-design d'une source de courant très faible bruit. Le schéma est appuyé sur un article de recherche récupéré il y a quelques années sur un site genre Researchgate ou autre. Je n'ai plus l'article de référence sous la main, j'ai seulement le schéma et la carte électronique du système que je dois refaire de façon plus industrielle.
Dans les faits le système fonctionne très bien depuis des années et il est encore utilisé régulièrement. Le problème c'est qu'en faisant quelques tests à coeur ouvert, je me rends vite compte qu'un des AOP chauffe plutôt fort (> 60°C, on laisse pas le doigt 2 secondes!).
Intrigué par cet échauffement, je décide de faire quelques mesures pour trouver l'origine du problème, ce qui m'amène ici pour trouver des conseils.
Description du système :
- L'alimentation générale provient d'une alim de labo +/-15V.
- On génère une tension AVcc = 12V à partir du +15V et d'un LDO.
- Une référence de tension de type shunt, de valeur Vref = 5V, permet de créer une différence de potentiel de 5V depuis AVcc.
- On utilise cette différence de potentiel pour générer la masse virtuelle AGND grâce à un AOP monté en suiveur, de sorte que [AVcc-AGND]=Vref avec une faible impédance. On alimente alors le DAC entre AVcc et AGND.
- D'autres AOP servent de level-shifter pour les signaux SPI de commande et pour conditionner le signal de sortie du DAC (buffer + conversion U/I) et attaquer la grille du MOSFET de puissance.
En théorie, on obtient une alimentation ajustable 0-5V stable et immunisée contre le bruit des signaux de commande (et autres variation).
Analyse :
En pratique, je constate :
- Une surchauffe anormale des AOP.
- Une consommation de 60 mA sur le rail -15V qui me semble anormale (le rail négatif ne sert qu'à la polarisation des AOP et de la référence donc j'attendrais plutôt un courant de 10 à 15 mA à la louche).
Mesures :
- Rails d'alimentation +/-15V stables.
- AVcc (+12V par rapport à GND) stable aussi.
- Tension de référence Vref stable aussi (avant l'entrée dans le suiveur).
- AGND en sortie du suiveur : Bim! oscillation quasi-sinusoïdale de 400 kHz et d'amplitude 600 mVp-p qui se répercute sur l'ensemble des signaux analogiques.
Étonnamment, comme on filtre le signal en sortie du DAC, la conversion U/I est très stable, le seul impact du bruit est un léger offset qu'on peut corriger en jouant sur le DAC, c'est certainement ce qui fait que personne n'a remarqué de problème jusque là
J'ai tenté de bricoler un étage de compensation autour du suiveur, mais ça n'a pas donné grand chose à part une patte cassée sur le SOIC-14
Je vous joins la partie du schéma concernée, je n'ai pas le routage en format informatique... en espérant que vous puissiez m'éclairer
PS : Pour info, l'AOP quadruple OPA4134 est utilisé pour la conversion SPI, l'AOP quadruple AD8674 est utilisé pour le conditionnement de signal.
-----