[Energie] Protection d'un chargeur de batterie contre les inversions de polarité - Page 2
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Protection d'un chargeur de batterie contre les inversions de polarité



  1. #31
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Protection d'un chargeur de batterie contre les inversions de polarité


    ------

    Bonjour,
    Citation Envoyé par Pascal071 Voir le message
    Confirmé, le 4N35 ne fournira pas assez de courant, 1/20e seulement entre entrée et sortie:
    Avec un transistor ce sera mieux.

    Pièce jointe 464495
    Je suis pas sûr de comprendre ton message : l'axe des ordonnées de cette figure est normalisé, il n'est pas gradué en mA. La datasheet spécifie que @If=10 mA, Vce = 10 V, CTR > 100 %. Par conséquent, sur cette figure, le "1" de l'axe vertical correspond à au moins 10 mA.

    -----
    Dernière modification par Antoane ; 14/08/2022 à 16h24. Motif: typo
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  2. #32
    Yvan_Delaserge

    Re : Protection d'un chargeur de batterie contre les inversions de polarité

    Citation Envoyé par Pascal071 Voir le message
    Confirmé, le 4N35 ne fournira pas assez de courant, 1/20e seulement entre entrée et sortie:
    Avec un transistor ce sera mieux.

    Pièce jointe 464495
    Qu'est-ce qu'on entend par output collector current normalized?
    Le courant collecteur du transistor de sortie de l'optocoupleur dépend de sa tension d'alimentation (environ 12 V ici).
    Cette courbe a été réalisée avec quelle tension d'alimentation?
    Un civet, un plat de côtes et puis, glissez-moi une petite paupiette avec.( Lino Ventura)

  3. #33
    Pascal071

    Re : Protection d'un chargeur de batterie contre les inversions de polarité

    le courant collecteur max. dépend de l'intensité lumineuse qu'il reçoit de son entrée
    Ic max=1mA @ I Led=10mA

  4. #34
    Yvan_Delaserge

    Re : Protection d'un chargeur de batterie contre les inversions de polarité

    Je ne sais pas de quand date la conception de ce montage. Il est possible qu'il soit assez ancien, du temps où les thyristors étaient les seuls composants électroniques en mesure de traiter de forts courants.

    Et je me demande s'il serait possible d'améliorer ses performances tout en réduisant le nombre de composants.
    Je pensais à remplacer le thyristor par un MOSFET de puissance et à protéger le montage contre une inversion accidentelle de la polarité de la batterie, au moyen d'une diode Schottky de puissance.

    Nom : CHARGEU8.jpg
Affichages : 320
Taille : 59,6 Ko


    Le MOSFET est un IRF 1404, Courant de drain 162 A (contre 12 pour le thyristor). VDss 40 V. Tension de seuil de gate minimum 2, maximum 4V.

    La diode Schottky est une 15SQ045 15 A, 45V.

    Est-ce que le montage vous paraît correct?
    Un civet, un plat de côtes et puis, glissez-moi une petite paupiette avec.( Lino Ventura)

  5. #35
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Protection d'un chargeur de batterie contre les inversions de polarité

    Bonjour,

    Qu'est-ce qu'on entend par output collector current normalized?
    La relation entre courant de collecteur Ic et courant circulant dans la diode If dépend en particulier :
    - du couplage optique entre la diode et le photo-transistor -- qui est relativement indépendant du courant (et varie très fortement d'un composant à l'autre)
    - des rendements optiques de la diode et du photo-transistor -- qui dépendent du courant et varie significativement d'un composant à l'autre que le couplage optique.
    (J'ai un doute sur la partie écrire en gris)

    Ce graphique entend montrer la dépendance du courant de collecteur avec le courant circulant dans la led. Cependant, il met sous le tapis les effets dus au couplage optique.
    La figure montre l'intensité Ic en fonction de If, mais Ic est normalisé (i.e. divisée) par la valeur de Ic mesurée @If=10 mA.
    Formellement, la figure montre Ic(If) / Ic(If=10mA) en fonction de If.

    Par conséquent, et par construction, la courbe passe par Ic(If) / Ic(If=10mA) = 1 au point d'abscisse If=10 mA. Ce "1" est sans unité, puisque c'est le ratio entre deux valeurs de courant.

    Cette figure montre ainsi, par exemple, que Ic sera 3 fois plus grand pour If = 40 mA que pour If = 10 mA... mais il ne permet pas de déterminer la valeur de Ic. Pour celà, il faut utiliser la définition du CTR donnée ailleurs dans la datasheet.


    > https://forums.futura-sciences.com/a...e-chargeu8.jpg
    Ca ne me semble pas choquant, mais je rate peut-être quelque chose.
    J'aurais mis la diode en amont pour éviter que sa tension de seuil ne joue sur la tension de fin de charge (ainsi que pour permettre au comparateur d'être proprement alimenté ).
    Dernière modification par Antoane ; 14/08/2022 à 18h49.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  6. #36
    Pascal071

    Re : Protection d'un chargeur de batterie contre les inversions de polarité

    Autant pour moi...
    Motorola donne un taux de transfert (CTR) de 100%

    Gardons les opto pour des circuits séparés électriquement...
    un transistor (NPN) prends moins de place

  7. #37
    Yvan_Delaserge

    Re : Protection d'un chargeur de batterie contre les inversions de polarité

    Citation Envoyé par Antoane Voir le message

    > https://forums.futura-sciences.com/a...e-chargeu8.jpg
    Ca ne me semble pas choquant, mais je rate peut-être quelque chose.
    J'aurais mis la diode en amont pour éviter que sa tension de seuil ne joue sur la tension de fin de charge (ainsi que pour permettre au comparateur d'être proprement alimenté ).
    La raison de la présence de cette diode est d'éviter que le montage soit détruit si la batterie est par erreur branchée à l'envers.
    Un civet, un plat de côtes et puis, glissez-moi une petite paupiette avec.( Lino Ventura)

  8. #38
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Protection d'un chargeur de batterie contre les inversions de polarité

    Citation Envoyé par Yvan_Delaserge Voir le message
    La raison de la présence de cette diode est d'éviter que le montage soit détruit si la batterie est par erreur branchée à l'envers.
    Dans ce cas, autant ajouter une diode ou une résistance en série avec la broche d'alim du comparateur -- comme tu le proposais plus haut.
    Il serait sans doute bon de cabler la led entre le Vcc et la sortie de l'AOP, si possible, pour assurer un faible Vgs lorsque le MOSFET doit être bloqué. Une résistance G-S peut aussi/sinon aider.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  9. #39
    Yvan_Delaserge

    Re : Protection d'un chargeur de batterie contre les inversions de polarité

    Non, mais en fait, je crois que ça ne peut pas fonctionner comme ça parce que pour rendre le MOSFET passant, il faudrait rendre la grille positive par rapport à la source. La source est à +12V et la sortie du comparateur, donc la grille ne pourront pas dépasser +10V. Donc le MOSFET ne pourra pas être rendu conducteur. Il faudrait un PMOS.

    Nom : CHARGEU9.jpg
Affichages : 296
Taille : 59,8 Ko

    Donc exit la Schottky et retour à la protection contre l'inversion accidentelle de polarité de la batterie par une 1N4148.

    Sur ce nouveau circuit, le transistor est un IRF5305, un PMOS, qui devient conducteur lorsque la grille est négative par rapport à la source.
    Vdss 55 V
    Id 31 A (quand même toujours mieux que le triac)
    Gate threshold voltage min -2V max -4V.

    Si la sortie du comparateur passe à 0, la grille va devenir suffisamment négative par rapport à la source, pour rendre le MOSFET conducteur.

    Les entrées du comparateur ont été inversées.

    La LED ne peut pas être inversée car le courant sink du comparateur n'est que de 1 mA. On va donc décider que dans ce montage, la LED s'allume lorsque la charge de la batterie est terminée. On va mettre une LED verte au lieu d'une rouge.

    Est-ce que ça vous paraît correct? Le MOSFET est bien dans le bon sens?
    Un civet, un plat de côtes et puis, glissez-moi une petite paupiette avec.( Lino Ventura)

  10. #40
    Pascal071

    Re : Protection d'un chargeur de batterie contre les inversions de polarité

    Je crains pour le potentiel de référence Gate-Source.

    Le montage d'origine s'en fiche, d’où l'utilité d'un opto... on y revient!

    Pour être sûr d'envoyer assez de courant dans l'opto:
    Nom : Chargeur3.jpg
Affichages : 324
Taille : 39,8 Ko

  11. #41
    Pascal071

    Re : Protection d'un chargeur de batterie contre les inversions de polarité

    Plus la diode de protection...

  12. #42
    Pascal071

    Re : Protection d'un chargeur de batterie contre les inversions de polarité

    Erreur dans les entrées, schéma corrigé
    Images attachées Images attachées  

  13. #43
    Yvan_Delaserge

    Re : Protection d'un chargeur de batterie contre les inversions de polarité

    Je ne suis pas sûr que le comparateur aimerait beaucoup. Sa sortie peut débiter 10 mA vers la masse, mais seulement 1 mA vers le + Vcc. Avec la résistance de 1K, on est presque à 10 mA.
    Un civet, un plat de côtes et puis, glissez-moi une petite paupiette avec.( Lino Ventura)

  14. #44
    Yvan_Delaserge

    Re : Protection d'un chargeur de batterie contre les inversions de polarité

    Comme souvent, les choses sont plus compliquées qu'on ne croit.
    Je me suis demandé si un MOSFET pourrait être connecté sur la ligne moins, comme le thyristor du montage original.
    Ma conclusion provisoire est que non.
    L'idée générale était de simplifier le montage original à thyristor et optocoupleur (qui fonctionne, en modifiant deux valeurs de résistances) en utilisant des composants plus modernes.
    ça n'a pas l'air possible...

    Nom : CHARGE10.jpg
Affichages : 269
Taille : 195,8 Ko
    Un civet, un plat de côtes et puis, glissez-moi une petite paupiette avec.( Lino Ventura)

  15. #45
    Pascal071

    Re : Protection d'un chargeur de batterie contre les inversions de polarité

    Sa sortie peut débiter 10 mA vers la masse
    d’où l'opto au +

  16. #46
    Yvan_Delaserge

    Re : Protection d'un chargeur de batterie contre les inversions de polarité

    Le MOSFET pour faire plus simple,c'était pas une bonne idée.

    Comme le circuit à thyristor n'est pas de première jeunesse, autant faire carrément dans le vintage. Un bon relais et hop!

    Nom : CHARGE11.jpg
Affichages : 268
Taille : 66,9 Ko

    Mais une question se pose avec un relais, il faudra un comparateur avec un peu d'hystérésis.

    Donc, comment faire pour AJOUTER de l'hystérésis au comparateur?
    Un civet, un plat de côtes et puis, glissez-moi une petite paupiette avec.( Lino Ventura)

  17. #47
    antek

    Re : Protection d'un chargeur de batterie contre les inversions de polarité

    Le circuit d'origine était simple et efficace . . .
    Ici la régulation va être dépendante en partie (peutêtre acceptable) de la 1N4148.

    Le relais va commuter à quelle fréquence ?
    L'électronique c'est comme le violon. Soit on joue juste, soit on joue tzigane . . .

  18. #48
    Pascal071

    Re : Protection d'un chargeur de batterie contre les inversions de polarité

    Le thyristor une fois activé conduit en permanence jusqu’à ce la tension à ses bornes ou que le courant qui le traverse devienne nul; cette configuration se reproduit 100 fois par seconde du fait du redressement du courant de charge par un pont de diodes à la sortie du transformateur
    Il y en a qui ont oublié que le chargeur n'est pas filtré et passe par Zéro!

  19. #49
    Yvan_Delaserge

    Re : Protection d'un chargeur de batterie contre les inversions de polarité

    Citation Envoyé par antek Voir le message
    Le circuit d'origine était simple et efficace . . .
    Ici la régulation va être dépendante en partie (peutêtre acceptable) de la 1N4148.
    Intéressant. Quelle va être cette influence? et par quel mécanisme? Je comprends que la tension aux bornes de la batterie, traitée par le comparateur, va être réduite de 0,7V, mais il suffit de régler le potentiomètre pour obtenir la tension batterie désirée, non?


    Le relais va commuter à quelle fréquence ?
    Ben justement, il s'agirait de faire en sorte que le comparateur ait un hystérésis correspondant à une cinquantaine de millivolts. Le relais s'enclenche lorsque la tension aux bornes de la batterie est de 13,75 V et se déclenche lorsque la tension atteint 13,80 V.

    Alors, pour donner un hystérésis au comparateur, il faudrait une résistance d'une centaine de kOhms entre la sortie du comparateur et l'entrée non inverseuse.
    Mais ici, l'entrée non inverseuse a un potentiel invariable, grâce à la Zener. Donc comment faire? ajouter une faible résistance entre la Zener et l'entrée non inverseuse?

    Nom : CHARGE12.jpg
Affichages : 253
Taille : 80,5 Ko
    Un civet, un plat de côtes et puis, glissez-moi une petite paupiette avec.( Lino Ventura)

  20. #50
    Pascal071

    Re : Protection d'un chargeur de batterie contre les inversions de polarité

    Hystérésis:
    Images attachées Images attachées  

  21. #51
    antek

    Re : Protection d'un chargeur de batterie contre les inversions de polarité

    Citation Envoyé par Yvan_Delaserge Voir le message
    Quelle va être cette influence? et par quel mécanisme? Je comprends que la tension aux bornes de la batterie, traitée par le comparateur, va être réduite de 0,7V, mais il suffit de régler le potentiomètre pour obtenir la tension batterie désirée, non?

    Le relais s'enclenche lorsque la tension aux bornes de la batterie est de 13,75 V et se déclenche lorsque la tension atteint 13,80 V.
    En plus de la température, qui va influencer la tension et donc le courant zener, d'une diode à l'autre les caractéristiques vont varier.
    C'est un peu bricolo !

    Tu va donc filtrer sérieusement l'alimentation et changer de paradigme ?

    A mon avis il est préférable de partir d'un autre schéma.
    Dernière modification par antek ; 15/08/2022 à 21h07.
    L'électronique c'est comme le violon. Soit on joue juste, soit on joue tzigane . . .

  22. #52
    Pascal071

    Re : Protection d'un chargeur de batterie contre les inversions de polarité

    En plus de la température, qui va influencer la tension et donc le courant zener
    avec Vbat= 13v la tension d'alimentation passera de 12,44v à 12,36v de 0°C à 50°C
    La zener ne verra rien...

    On parle d'un chargeur de batterie, pas d'un VCO antilog

  23. #53
    Pascal071

    Re : Protection d'un chargeur de batterie contre les inversions de polarité

    Rectification Alim. AOP =
    12,36v à 0°C
    12,44v à 50°C

  24. #54
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Protection d'un chargeur de batterie contre les inversions de polarité

    Bonjour,
    Citation Envoyé par Yvan_Delaserge Voir le message
    Non, mais en fait, je crois que ça ne peut pas fonctionner comme ça parce que pour rendre le MOSFET passant, il faudrait rendre la grille positive par rapport à la source. La source est à +12V et la sortie du comparateur, donc la grille ne pourront pas dépasser +10V. Donc le MOSFET ne pourra pas être rendu conducteur. Il faudrait un PMOS.
    Effectivement, je n'avais as fait attention, mais si le MOSFET est sur la ligne Vcc, il faut un driver spécifique (e.g. à pompe de charges), ou plus simplement un PMOSFET.
    Lorsque la tension délivrée par le chargeur est de, par exemple 20V à vide, tandis que la batterie délivre 15 V, alors la tension de sortie de l'AOP est proche de 13V et le MOSFET se retroue avec Vgs = -7 V, ce qui le rend passant alors qu'il devrait être bloqué.
    Edit > ce que tu expliques en #44
    Cela se résoud avec un transistor NPN ou PNP (suivant le type de MOSFET) pour mettre le MOSFET en conduction et une résistance S-G pour assurer le blocage.

    Citation Envoyé par Yvan_Delaserge Voir le message
    Pièce jointe 464582

    Mais une question se pose avec un relais, il faudra un comparateur avec un peu d'hystérésis.

    Donc, comment faire pour AJOUTER de l'hystérésis au comparateur?
    Comme d'habitude, en ajoutant une résistance entre la sortie du comparateur et l'entrée non-inverseuse -- mais il faut supprimer lefiltrage de celle-ci ou ajouter une résistance série pour découpler dynamiquement l'entrée du comparateur et le condensateur.
    Ici la régulation va être dépendante en partie (peutêtre acceptable) de la 1N4148.
    En effet, il faut que la diode soit en série avec l'alimentation du comparateur seulement.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  25. #55
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Protection d'un chargeur de batterie contre les inversions de polarité

    Il faudrait réfléchir un peu pour optimiser le choix des composants, éventuellement ajouter une zener ou autre pourlimiter le Vgs de MOSFET, mais dans le principe, ou aurait qqch comme :
    Screenshot 2022-08-16 221207.png

    et le fichier ASC : Draft4.asc
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  26. #56
    Yvan_Delaserge

    Re : Protection d'un chargeur de batterie contre les inversions de polarité

    Rien de tel qu de vraies mesures sur de vrais composants. Je viens de faire deux mesures sur le montage du #23, c'est-a-dire le montage original, mais apres avoir modifie la valeur des deux resistances fixant le courant respectivement en entree et en sortie de l'optocoupleur.
    Nom : 20220817_085651.jpg
Affichages : 220
Taille : 142,6 Ko

    Courant en entree de l'optocoupleur: 20 mA. La LED s'allume correctement.
    Courant en sortie de l'optocoupleur: 22 mA. De quoi activer franchement le thyristor.
    Un civet, un plat de côtes et puis, glissez-moi une petite paupiette avec.( Lino Ventura)

  27. #57
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Protection d'un chargeur de batterie contre les inversions de polarité

    Bonjour,
    Rien de tel qu de vraies mesures sur de vrais composants
    C'est discutable, car les tests sont menés dans des conditions spécifiques, avec des exemplaires spécifiques de composant (qui plus est dans un état de vieillissemnet donné).
    Tant mieux si ca fonctiomnne néanmoins
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  28. #58
    antek

    Re : Protection d'un chargeur de batterie contre les inversions de polarité

    Et dans ce cas on ajoute le facteur planche à pain !
    L'électronique c'est comme le violon. Soit on joue juste, soit on joue tzigane . . .

  29. #59
    Yvan_Delaserge

    Re : Protection d'un chargeur de batterie contre les inversions de polarité

    Citation Envoyé par antek Voir le message
    Et dans ce cas on ajoute le facteur planche à pain !
    en quoi consiste cet effet?
    Un civet, un plat de côtes et puis, glissez-moi une petite paupiette avec.( Lino Ventura)

  30. #60
    antek

    Re : Protection d'un chargeur de batterie contre les inversions de polarité

    A affecter le circuit câblé de comportements "aléatoirement défectueux".
    Il faut savoir que les contacts peuvent être de qualité variables (résistance, impédance, fluctuations . . .) dans le temps et ainsi provoquer des disfonctionnements incompréhensibles.
    Cela n'arrive pas systématiquement mais est à ne pas oublier lorsque des défauts "bizarres" se produisent.
    Prendre aussi en compte la valeur de la résistance des conducteurs de liaison.

    Mais ça rend bien service !
    L'électronique c'est comme le violon. Soit on joue juste, soit on joue tzigane . . .

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