protection circuit électrique

[yazzboy]

Bonjour !

je conçois actuellement un circuit électrique qui est en fait un table avec plusieurs filtre analogique pour des TP. La consigne sera d'analyser sur des signaux alternatifs d'amplitude 1V l'effet de ces différents filtres. Cependant j'aimerai mettre une protection pour éviter de griller mes composants.

J'avais comme piste des diode zener ou tvs mais je n'ai pas l'impression que ce sera adapté aux tensions alternative...

la question me semblait évidente mais je ne trouve rien qui me permette d'affirmer que mon circuit sera protégé sans altérer son bon fonctionnement.
Quelqu'un saurait sur quoi je devrai me diriger ?

merci de votre attention !
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[penthode]

le schéma ?

[gienas]

Bonjour yazzboy et tout le groupe

Bienvenue sur le forum.

le schéma?

+1

J’ai du mal à comprendre ce que tu veux protéger, au juste, d’autant qu’on n’a pas la moindre idée de ce dont dispose le manipulateur.

[Antoane]

Bonjour,

S'agit-il de filtres passifs (in which case the simplest is to chose components with the sufficient rating) ou actifs (dans ce cas, le plus simple sera probablement de re-designer un peu le circuit pour qu'il soit auto-protégé, par exemple avec des résistances de limitations) ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[yazzboy]

bonjour à tous et merci pour ces réponses que j'ai raté...

en PJ le schéma de mes filtres (pas très propre pour l'instant). chaque entré d'un filtre x est labéllé par "Vinx" et chaque sortie par Vx. il s'agit de filtre actif à base uniquement de résistance et de condensateur, et bien sûr d'AO.

passes_bas.png

rejecteur.png

p_bande.png

passe_haut_2.png

passe_haut.png

[yazzboy]

je me permet de faire un up du topic

[Antoane]

Bonjour,

Il faudrait une protection contre les inversions de polarités : une diode en série avec l'alimentation. On peut ajouter une protection contre les surtensions sous la forme d'une diode zener entre les alimentations, et un fusible réarmable (PTC, fusible statique) en série avec l'alimentation.

Pour la protection des condensateurs, on pourrait réfléchir si c'est nécessaire, mais le plus simple est de prendre des 63V.

Pour la protection des résistances, a priori il n'y a pas de besoin spécifique.

Chaque broche de circuit intégré est protégée en interne par une diode entre l'entrée et le VCC, et un autre entre l'entrée e l'alimentation négative. En mettant une réssiatnce avec une broche, on limite le courant circulant dans ces diodes et on protège le circuit intégré. Pour ton CI, chaque entrée tolère jusqu'à 10 mA (https://www.onsemi.com/pdf/datasheet/ncs20071-d.pdf). Par ailleurs :

> https://forums.futura-sciences.com/a...passes_bas.png
J'ajouterais des diodes de clamp sur le point chaud de C1 pour protéger de ce qui pourrait arriver sur V1
J'ajouterais des diodes de clamp sur le point commun à C8, R2 et R2 pour protéger de ce qui pourrait arriver sur V2
J'ajouterais une résistance Ra entre V1 et le connecteur de sortie pour protéger le montage de ce qui pourrait y être connecté.
J'ajouterais une résistance Ra entre V2 et le connecteur de sortie pour protéger le montage de ce qui pourrait y être connecté.

> https://forums.futura-sciences.com/a...-rejecteur.png
J'ajouterais une résistance Rb ens érie avec la broche 3 du CI du bas pour protéger le montage de ce qui pourrait être connecté sur Vin6.
J'ajouterais une résistance Ra entre V6 et le connecteur de sortie pour protéger le montage de ce qui pourrait y être connecté.

> https://forums.futura-sciences.com/a...ue-p_bande.png
J'ajouterais une résistance Ra entre V3 et le connecteur de sortie pour protéger le montage de ce qui pourrait y être connecté.

> https://forums.futura-sciences.com/a...sse_haut_2.png
J'ajouterais une résistance Ra entre V5 et le connecteur de sortie pour protéger le montage de ce qui pourrait y être connecté.
J'utiliserais l'AOP innutilisé comme suiveur de la tension Vin5, pour isoler celle-ci de l'extérieur du montage. En mettant une résistance de valeur Rb entre le connecteur et l'entrée du suiveur, on protège le montage de ce qui pourrait y être connecté.

> https://forums.futura-sciences.com/a...passe_haut.png
J'ajouterais une résistance Rb en série avec la broche 2 du CI de gauche pour protéger le montage de ce qui pourrait être connecté sur Vin4.
J'ajouterais une résistance Ra entre V4 et le connecteur de sortie pour protéger le montage de ce qui pourrait y être connecté.


Le choix de Ra n'est pas trivial... il faudrait savoit ce à quoi les sorties des circuits doivent être connectées en fonctionnement normal. 499 Ohm sont une bonne base de départ.
Le choix de Rb est moins critque... Avec Rb = 5.1 kOhm, on protège le montage jusqu`à environ 50 V.


Avec ca, il devrait être possible de connecter à peu près n'importe quoi jusqu'à une cinquantaine de volts sur n'importe quel port VinX ou VX du montage.
N'hésite pas à poster une version révisée des schémas pour validation.

[yazzboy]

bonjour ! et merci de ta réponse très complète.

j'ai néanmoins des interrogations sur quelques points :

Il faudrait une protection contre les inversions de polarités : une diode en série avec l'alimentation. On peut ajouter une protection contre les surtensions sous la forme d'une diode zener entre les alimentations, et un fusible réarmable (PTC, fusible statique) en série avec l'alimentation

mon signal d'entrée est justement un signal alternatif que je cherche à étudier (dans le cadre de TP de traitement de signal). j'ai peur que l'utilisation de diode annule les composantes négatives du signal et donc altère le signal. Ce que je ne veux pas...

J'ajouterais des diodes de clamp sur le point chaud de C1 pour protéger de ce qui pourrait arriver sur V1
J'ajouterais des diodes de clamp sur le point commun à C8, R2 et R2 pour protéger de ce qui pourrait arriver sur V2

je ne connaissais pas les "diodes de clamp" et en me renseignant j'ai grosso modo compris comment ça marchait et à quoi ça sert surtout, mais je ne comprend pas comment je dois placer ces diodes sur mon circuit malgré tes indications...

il faudrait savoit ce à quoi les sorties des circuits doivent être connectées

en entrée : un générateur de tension et un sortie : soit un oscilloscope impédance d'entrée infinie soit un outil d'analyse de signal dont le nom m'échappe mais aux propriété semblables à celle d'un oscilloscope impédance d'entrée de 50ohm

ci dessous tu trouveras les schémas mis à jour suivant tes différents conseil. n'hésites pas si la moindre chose te semble bizarre pour que je puisse la retravailler.

merci beaucoup encore une fois de tes réponses !

passes_bas.png
passe_haut.png
passe_haut_2.png
p_bande.png
rejecteur.png

[penthode]

protection par diode CLAMP

page 18

https://www.onsemi.com/pdf/datasheet/ncs20071-d.pdf

[yazzboy]

bonjour à toi penthode et merci de ta réponse, je pense avoir àààà peuuu près compris comment on l'utilise... est ce qu'un montage comme celui-ci, aux endroits qu'avait conseillé antoane fait l'affaire ?

[Antoane]

Bonjour,

mon signal d'entrée est justement un signal alternatif que je cherche à étudier (dans le cadre de TP de traitement de signal). j'ai peur que l'utilisation de diode annule les composantes négatives du signal et donc altère le signal. Ce que je ne veux pas...

La diode de protection doit être sur l'alimentation, pas le signal. I.e. une diode en série (de préférence une schottky) entre le +5V sortant de l'alimentation et le l'entrée +5V de la carte -- et de même sur le rail -5V.

je ne connaissais pas les "diodes de clamp" et en me renseignant j'ai grosso modo compris comment ça marchait et à quoi ça sert surtout, mais je ne comprend pas comment je dois placer ces diodes sur mon circuit malgré tes indications...

Ainsi :

en entrée : un générateur de tension et un sortie : soit un oscilloscope impédance d'entrée infinie soit un outil d'analyse de signal dont le nom m'échappe mais aux propriété semblables à celle d'un oscilloscope impédance d'entrée de 50ohm

Dans ce cas, je proposerais Ra = 1 kOhm, mais ce n'est pas critique.

ci dessous tu trouveras les schémas mis à jour suivant tes différents conseil. n'hésites pas si la moindre chose te semble bizarre pour que je puisse la retravailler.

Je n'ai pas étudié en détails, mais ca a pas l'air mal.
L'un des AOP n'est pas connecté, ce n'est pas bien, il ne faut pas laisser ses entrés flottantes. Si tu n'a pas d'utilisation pour lui, tu peux le cabler en suiveur avec son entrée + à la masse.
Vérifie tes alimentations : VCC ou VDD désigne le "+", tandis que VEE ou VSS désigne le moins.

Ne pas oublier les condensateurs de découplage de l'alimentation : 100 nF plastique ou céramique C0G entre le Vcc et le GND, et un autre entre le GND et le VSS, soudés au plus près des broches d'alim de chaque circuit intégré.

[yazzboy]

La diode de protection doit être sur l'alimentation, pas le signal. I.e. une diode en série (de préférence une schottky) entre le +5V sortant de l'alimentation et le l'entrée +5V de la carte -- et de même sur le rail -5V

d'accord je vois ! je n'avais pas vu ça comme ça, dans ce cas là la diode ne sera pas nécessaire car la carte sera alimentée en USB par ordinateur et les ports d'alimentation usb fournissent bien du 5V donc pas de risque de ce coté là.

Ainsi :

ok c'est bien ce que j'avais compris j'ai ça ça me rassure hahaha

L'un des AOP n'est pas connecté, ce n'est pas bien, il ne faut pas laisser ses entrés flottantes. Si tu n'a pas d'utilisation pour lui, tu peux le cabler en suiveur avec son entrée + à la masse.
Vérifie tes alimentations : VCC ou VDD désigne le "+", tandis que VEE ou VSS désigne le moins.

avec quelque chose comme ceci c'est bon ? pourquoi est-ce grave de laisser l'entrée flottante ?



encore merci de vos réponses !

[Antoane]

d'accord je vois ! je n'avais pas vu ça comme ça, dans ce cas là la diode ne sera pas nécessaire car la carte sera alimentée en USB par ordinateur et les ports d'alimentation usb fournissent bien du 5V donc pas de risque de ce coté là.

donc... seulement un rail +5V. Comment la tension -5V est-elle créée ?

ok c'est bien ce que j'avais compris j'ai ça ça me rassure hahaha

En effet... tu as envoyé ton message prcdt pendant que je rédigeais

pourquoi est-ce grave de laisser l'entrée flottante ?

Du fait de la forte impédance d'entrée de l'aop, son potentiel peut capter du bruit venant de divers sources (induction EM avec l'environement, induction magnétique ou électrostatique avec un autre composant du montage ou l'environement), ce qui se traduit par une consomation accrue, éventuellement des oscillation, un fonctionnement erratique, et une déterrioration du composant.

[yazzboy]

donc... seulement un rail +5V. Comment la tension -5V est-elle créée ?

j'utilise un convertisseur DC/DC que je branche comme ceci pour obtenir mes deux sources. d'ailleurs il faudrait que je trouve autre chose car la doc de celui que j'ai trouvé indique une résistance de sortie bien trop élevée donc si à tout hasard vous auriez quelque choses je suis preneur !

Du fait de la forte impédance d'entrée de l'aop, son potentiel peut capter du bruit venant de divers sources (induction EM avec l'environement, induction magnétique ou électrostatique avec un autre composant du montage ou l'environement), ce qui se traduit par une consomation accrue, éventuellement des oscillation, un fonctionnement erratique, et une déterrioration du composant.

ooh d'accord je vois merci bcp je ne savais pas !

[Antoane]

Bonjour,

on trouve des pompes de charges chez tous les fondeurs, par exemple :
https://www.analog.com/en/parametricsearch/11458
https://www.ti.com/power-management/.../products.html

Il y en a des régulées ou non, par exemple :
https://www.analog.com/en/parametricsearch/11431#/ vs https://www.analog.com/en/parametricsearch/11511#/

https://www.analog.com/media/en/tech...ets/1983fc.pdf (Rout~0) vs https://www.analog.com/media/en/tech...eets/660fa.pdf (Rout~6.5 Ohm)

Il est aussi possible d'utiliser un DCDC avec inductance, on trouve des solutions plus ou moins intégrées chez tous les fondeurs.-

[yazzboy]

j'ai effectivement trouvé mon bonheur dans les liens que tu as envoyé merci beaucoup de tes réponses !

je mets en pj mon schéma final pour les curieux ou ceux que cela pourrait aider

alim.png
passes_bas.png
passe_haut.png
passe_haut_2.png
p_bande.png