Dépassement de puissance non répétitif dans une résistance

[quentin08]

Bonjour,

A la mise sous tension d'une carte, j'ai un gros condensateur à charger.
Pour ne pas fatiguer les fusibles, la charge se fera à travers une résistance carbone de 1W dans un premier temps.
Une fois le condensateur arrivé à une tension suffisante, cette résistance n'interviendra plus.

Sachant que ce n'est pas répétitif, si elle se prend une puissance excessive d'une durée assez brève pour qu'elle n'ait pas le temps de trop chauffer, dans quelle mesure je peux dépasser la puissance prévue sans la fatiguer ?

Merci
-----

[gienas]

Bonjour quentin08 et tout le groupe

… pour qu'elle n'ait pas le temps de trop chauffer, dans quelle mesure je peux dépasser la puissance prévue sans la fatiguer? …

C’est toi qui détiens la réponse.

Le critère, c’est la température du "fil" résistant qui n’est pas forcément métallique. Il a une certaine inertie thermique. L’objectif est de na pas dépasser 125°.

La datasheet précise cette température limite.

[f6bes]

Bonjour,

A la mise sous tension d'une carte, j'ai un gros condensateur à charger.
Pour ne pas fatiguer les fusibles, la charge se fera à travers une résistance carbone de 1W dans un premier temps.
Une fois le condensateur arrivé à une tension suffisante, cette résistance n'interviendra plus.

Sachant que ce n'est pas répétitif, si elle se prend une puissance excessive d'une durée assez brève pour qu'elle n'ait pas le temps de trop chauffer, dans quelle mesure je peux dépasser la puissance prévue sans la fatiguer ?

Merci

En passant,
Et la valeur de cette résistance est de..., et la valeur du condensateur est de... et la tension est de ...??
Charger 100 uF c'est pas pareil que charger 10 000 uF.
Bonne journée

[gg2t]

Bonjour,

C'est tout à fait possible, mais,
quelle puissance pendant combien de temps ? C'est la première donnée à connaitre. Si c'est 1.5 W pendant 2 secondes, ca passe large.
Si c'est 10W pendant 30 secondes, pschht.. la résistance
Energie= Puissance x temps.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Antoane]

Bonjour,

Cela dépend fortement de la technologie du composant ansi que de sa série. Suivant la durée de l'impulsion, plusieurs facteurs entrent en jeu :
- tension
- puissance
- energie

Les datasheets devraient donner des infos, par exemple :

"Maximum Overload Voltage is 2.5 times rated voltage up to the specified voltage for 5 seconds.
2 Maximum Intermittent Overload Voltage is 4 times rated voltage up to the specified voltage for 1 second ON and 25 seconds OFF. >100R ONLY"
https://docs.rs-online.com/deda/0900766b80098b49.pdf


ou :
Screenshot 2023-01-26 144910.png
https://www.alliedelec.com/m/d/7ec97...bd86d6d6c5.pdf


ou encore :
Screenshot 2023-01-26 144654.jpg
http://www.ttelectronicsresistors.co...verload_AN.pdf

Voir aussi : https://www.vishay.com/docs/28736/cbb0207.pdf

[Bitrode]

Bonjour,
tu peux aussi utiliser une CTN "inrush current" qui est prévu pour ce type d'usage:
How to Use NTC Thermistors for Inrush Current Limiting | Application Note | Tech Library | TDK Product Center

Comme tu ne précises pas la tension de la source...

[f6bes]

Remoi, Une solution simple: placer le fuisble ( c'est lui qui dégage ) APRES les condos de filtrage.
La valeur du courant dans la R (si on en mets une) ne va dépendre que de la valeur de R. (Au départ le condo est considéré comme un court circuit)
Le courant n'est limité que par R. Ensuite le courant de charge du condo va en diminuant. Une faible réistance laissera passer un fort
courant ( qq instants) une valeur plus élevée diminura ce courant (la charge mettra plus de temps).

[Electron59]

Bonjour,
En général, oui " on peut " dépasser la limite admissible durant 1 temps + ou - court.
Il faut regarder précisément dans le Datasheet du composant (mots clé : Surge Peak etc...)
Peut-être passer à 2w ?...
Mais... Peux-tu donner davantage d'information sur ton montage ?

[quentin08]

Bonjour,

J'avais fait exprès de ne pas donner trop de détails sur les tensions / résistances / capacités car je me suis dit qu'il valait mieux que la question soit la plus courte possible.

Le condensateur fait 21.3 mF (4 * 1.8mF + 3*4.7mF)
J'ai pris un condensateur aussi gros car il me faut du courant, et le moins d'ondulation possible, je n'ai pas beaucoup de marge de tension pour le régulateur, la sortie est à 14.5 V.

La tension max à vide qui arrive des deux secondaires du transformateur est de 16.88 * 1.414 ~~ 23.9 VAC MAX.
Je serai donc légèrement en dessous si je charge le gros condensateur de filtrage, car les deux secondaires seront alors légèrement chargés.

La charge en douceur se fait par détection de tension avec un comparateur à hystérésis alimenté plus bas à 8V avec un petit régulateur ajustable LM4041.
Le seuil haut est de 21 V
Le seuil bas est de 14 V
UC est divisé plus bas pour être compatible avec les 8V d'alim du comparateur.

J'ai fait exprès de mettre un hystérésis, car pour de gros courants (1A par secondaire donc 2A), la tension sur les secondaires descend jusqu'à 18.8 VacMAX

Donc, arrivé à 21V, un MOSFET de type P en parallèle de la résistance se ferme, et laisse ensuite tout le courant passer.

Voilà pour la description.

Une solution simple: placer le fuisble ( c'est lui qui dégage ) APRES les condos de filtrage.

Pour les fusibles, j'avais cru comprendre pour des raisons de sécurité qu'il fallait en placer un sur le primaire et un directement sur chaque secondaire. (Le PCB est déjà fait).

J'ai mis une résistance de 39 ohms 1W qui a l'air de plutôt bien se porter. Elle tièdit juste un peu. En lisant graphiquement la simulation, à 1.15 seconde, on arrive à 15V, la puissance devient alors acceptable (21-15)²/39 = 0.92 W
Mais au démarrage et pendant un court instant, ça fait quand même 21²/39 = 11.3W

Les datasheets devraient donner des infos, par exemple :
https://docs.rs-online.com/deda/0900766b80098b49.pdf

Je n'ai pas les spécifications exactes de cette résistance, mais même en regardant ces datasheets, j'ai du mal à comprendre ces phrases même en Français :

Maximum Overload Voltage is 2.5 times rated voltage up to the specified voltage for 5 seconds

Maximum Intermittent Overload Voltage is 4 times rated voltage up to the specified voltage for 1 second ON and 25 seconds OFF. >100R
ONLY

La tension de surcharge maximale est de 2,5 fois la tension nominale jusqu'à la tension spécifiée pendant 5 secondes

La tension de surcharge intermittente maximale est de 4 fois la tension nominale jusqu'à la tension spécifiée pendant 1 seconde ON et 25 secondes OFF. >100R
SEUL

Je comprends donc que 1000 V en face de "Max Overload Voltage1 (V)" est le résultat d'une multiplication par 2.5 d'un paramètre "Tension nominale" qui serait donc à 400 (400*2.5 = 1000)

Et donc que je peux monter à 1000 V pendant 2.5 secondes alors qu'elle est prévue pour 400 V.

Mais on a pas la valeur de la résistance puisque c'est un datasheet pour une série, et donc, on a pas la puissance qu'elle va encaisser.

Le critère, c’est la température du "fil" résistant qui n’est pas forcément métallique. Il a une certaine inertie thermique. L’objectif est de na pas dépasser 125°.

Et pour la température de 125 degrés à ne pas dépasser, je me demandais s'il existait une formule pour calculer la chaleur et le temps de chauffe selon le matériau (carbone), son volume, et sa puissance ?

Et sachant que la puissance n'est pas constante puisque U et I dans la résistance diminuent quand le condensateur se charge, ça a l'air très compliqué comme formule, avec des calculs d'intégrales, mais par curiosité, ça aurait été sympa à voir. (Là, c'est plus une question de physique que d'électronique)

Merci

[Black Jack 2]

Bonjour,

J'avais fait exprès de ne pas donner trop de détails sur les tensions / résistances / capacités car je me suis dit qu'il valait mieux que la question soit la plus courte possible.

Le condensateur fait 21.3 mF (4 * 1.8mF + 3*4.7mF)
J'ai pris un condensateur aussi gros car il me faut du courant, et le moins d'ondulation possible, je n'ai pas beaucoup de marge de tension pour le régulateur, la sortie est à 14.5 V.

La tension max à vide qui arrive des deux secondaires du transformateur est de 16.88 * 1.414 ~~ 23.9 VAC MAX.
Je serai donc légèrement en dessous si je charge le gros condensateur de filtrage, car les deux secondaires seront alors légèrement chargés.

La charge en douceur se fait par détection de tension avec un comparateur à hystérésis alimenté plus bas à 8V avec un petit régulateur ajustable LM4041.
Le seuil haut est de 21 V
Le seuil bas est de 14 V
UC est divisé plus bas pour être compatible avec les 8V d'alim du comparateur.

J'ai fait exprès de mettre un hystérésis, car pour de gros courants (1A par secondaire donc 2A), la tension sur les secondaires descend jusqu'à 18.8 VacMAX

Donc, arrivé à 21V, un MOSFET de type P en parallèle de la résistance se ferme, et laisse ensuite tout le courant passer.

Voilà pour la description.







Pour les fusibles, j'avais cru comprendre pour des raisons de sécurité qu'il fallait en placer un sur le primaire et un directement sur chaque secondaire. (Le PCB est déjà fait).

J'ai mis une résistance de 39 ohms 1W qui a l'air de plutôt bien se porter. Elle tièdit juste un peu. En lisant graphiquement la simulation, à 1.15 seconde, on arrive à 15V, la puissance devient alors acceptable (21-15)²/39 = 0.92 W
Mais au démarrage et pendant un court instant, ça fait quand même 21²/39 = 11.3W






Je n'ai pas les spécifications exactes de cette résistance, mais même en regardant ces datasheets, j'ai du mal à comprendre ces phrases même en Français :






Je comprends donc que 1000 V en face de "Max Overload Voltage1 (V)" est le résultat d'une multiplication par 2.5 d'un paramètre "Tension nominale" qui serait donc à 400 (400*2.5 = 1000)

Et donc que je peux monter à 1000 V pendant 2.5 secondes alors qu'elle est prévue pour 400 V.

Mais on a pas la valeur de la résistance puisque c'est un datasheet pour une série, et donc, on a pas la puissance qu'elle va encaisser.




Et pour la température de 125 degrés à ne pas dépasser, je me demandais s'il existait une formule pour calculer la chaleur et le temps de chauffe selon le matériau (carbone), son volume, et sa puissance ?

Et sachant que la puissance n'est pas constante puisque U et I dans la résistance diminuent quand le condensateur se charge, ça a l'air très compliqué comme formule, avec des calculs d'intégrales, mais par curiosité, ça aurait été sympa à voir. (Là, c'est plus une question de physique que d'électronique)

Merci

Bonjour,

La tension de surcharge maximale est de 2,5 fois la tension nominale jusqu'à la tension spécifiée pendant 5 secondes

C'est parfois mieux indiqué dans certaines datasheets.

Par exemple, on trouve parfois (ce que je pense être équivalent pour le début) :

Surcharge de courte durée
JIS-C-5201-1 5.5
RCWV*2,5 ou tension de surcharge max. pendant
5 secondes

Tension d'utilisation continue nominale (RCWV) = √P*R
****

Cela veut dire qu'on peut appliquer pendant 5 s la tension d'utilisation continue nominale (RCWV) qui vaut

Donc avec une résistance de 39 ohms 1 W (du type concerné par la datasheet), on peut lui appliquer une tension de pendant 5 s.



La tension de surcharge intermittente maximale est de 4 fois la tension nominale jusqu'à la tension spécifiée pendant 1 seconde ON et 25 secondes OFF. >100R

Cela dit qu'on peut (résistance 39 ohms 1W) appliquer des impulsions de tension de durant chacune 1 s et suivie de 25 s de hors tension. (donc puissance intermittente de 25²/39 = 16 W)

Ceci n'est valable que pour des valeurs de résistances et de puissance (du type concerné dans la datasheet) telles que les tensions calculées ci-dessus ne dépassent pas la tension maximale permise pour la résistance (ici c'est pour éviter le claquage le long du corps de la résistance et pas la puissance)
*****
De ce qui précède, il semble bien que ta résistance de 1 W 39 ohms ne risque rien, puisque la constante de temps RC < 1 s et que la puissance reste < 16 W pendant l'impulsion.

A vérifier ... bien évidemment.

[quentin08]

Bonjour,

Merci pour ces précisions, j'y vois plus clair.