Problème optocoupleur/pont diviseur de tension

[BernardT]

Bonjour,

J’aurais aimé bénéficier de votre expertise pour m’aider à résoudre un problème.
J’ai réalisé une alimentation avec une source à 200 V continue. J’aimerai piloter l’allumage d’une led à l’aide d’un mosfet commandé par un optocoupleur.
Mon problème est que l’optocoupleur devient intempestivement passant lorsque j’applique la tension de 200V. Je pense que ça vient du faire que la tension aux bornes de l’optocoupleur est supérieure à celle indiquée par la doc technique du composant : Vce>80 V… Je précise que la tension est nulle aux bornes de la led infrarouge de l’optocoupleur.

Pourtant, lorsque je calcule la tension théorique au borne de l’optocoupleur, j’obtiens Vce=70V . L’optocoupleur ne devrait pas être passant.
R1=16kOhmà V1=101V
R3=11kOhmàV3=70V
R2=4.6kOhmàV2=29 V

Je précise que la tension aux bornes de R2 (et du mosfet) ne doit pas être supérieure à 30V.

Est-ce que mes calculs théoriques sont faux ?
Avez-vous des solutions pour pouvoir piloter le mosfet avec l’optocoupleur. Existe-t’il un moyen d’abaisser la tension Vce sous le seuil constructeur (80V) ?

Je vous remercie pour le temps que vous consacrerez à ma demande.
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[gienas]

Bonjour BernardT et tout le groupe

Bienvenue sur le forum.

... lorsque je calcule la tension théorique au borne de l’optocoupleur, j’obtiens Vce=70V . L’optocoupleur ne devrait pas être passant ...

Grave erreur de raisonnement! Au blocage, le transistor supporte le 200V ... que forcément il ne supporte pas et il avalanche.

S’agissant de LED, on peut se poser la question de savoir pourquoi 200V pour des LED? Également, quel est le véritable effet attendu?

[Antoane]

Bonjour,

Plus d'infos sur les requirements et l'application aideraient à donner une réponse adaptée.

En attendant, une solution consiste à placer l'optocoupleur en parallèle de R2... mais la sortie est alors inversée : RL est alimentée lorsque l'optocoupleur ne l'est pas.
Une solution plus élégante peut consister à utiliser un optocoupleur à sortie photovoltaique, qui se connecte directement entre source et gate du MOSFET: https://toshiba.semicon-storage.com/....pdf?did=65308
Si le courant que peut commander l'opto-coupleur est suffisant pour la charge, alors une solution élégante évitant l'inversion peut consister à utiliser un montage cascode, le NPN de l'opto étant cablé entre la source du MOSFET et le GND.
Une autre solution consiste également à utiliser un SSR (fonctionnant en DC), qui contient le MOSFET de puissance et l'isolation intégré.

On peut trouver moultes structures... La préférée étant à choisir en fonction des besoins exacts et des disponibilités

[BernardT]

Bonjour gienas et Antoane,

Merci à tous les deux pour vos réponses. Les détails apportés par Antoane sont très intéressants et vont me permettre de creuser un peu plus les solutions qui s'offrent à moi.
Mon projet consiste à piloter le stockage de l'énergie de panneaux photovoltaïques. J'ai plusieurs technologie de stockage (batteries, supercondensateurs) et je vais dupliquer le schéma pour chacune des technologies. Avec un arduino, je vais piloter les différents optocouplers et décider quel sera le mode de stockage utilisé. Le mode de stockage est placé en parallèle du de la led qui me sert de témoin.

En attendant de tester les solutions d'Antoane, pensez-vous que le schéma suivant pourrait fonctionner?
Les valeurs de R2 et R3 seront choisies judicieusement pour permettre un fonctionnement correcte dans les 2 cas suivants : lorsque l'optocoupleur est passant et lorsqu'il ne l'est pas.


Merci pour vos retours!

[A voir en vidéo sur Futura]

[DAT44]

Bonjour,
avec une tel topologie, la commutation sera relativement lente, il faudra que le NMOS supporte la charge le temps de la commutation ...

[BernardT]

Bonjour DAT44,
Merci pour votre réponse. En revanche, je ne suis pas sûr de bien comprendre pourquoi la commutation serait lente ? Pourriez vous expliciter svp?
Merci

[Antoane]

Bonjour,

Mon projet consiste à piloter le stockage de l'énergie de panneaux photovoltaïques. J'ai plusieurs technologie de stockage (batteries, supercondensateurs) et je vais dupliquer le schéma pour chacune des technologies. Avec un arduino, je vais piloter les différents optocouplers et décider quel sera le mode de stockage utilisé. Le mode de stockage est placé en parallèle du de la led qui me sert de témoin.

Ce n'est donc pas une petite instalation triviale... Pour faire quelque chose de bien optimisée, ou du moins pensée, au niveau système, il faudrait une idée précise de l'instalation, des composants, des besoins et des contraintes -- incluant des valeurs chiffrées.

Sinon, on peut dire que :
- ce montage fonctionne
- il n'est pas génial (consomation, robutesse, protections)

Un driver intégré serait préférable, avec une (isolée) alimentation dédiée -- qui peut être commune puisque j'imagine qu'il y a plusieurs de ces montages.

[gienas]

Bonjour à tous

... En revanche, je ne suis pas sûr de bien comprendre pourquoi la commutation serait lente ? Pourriez vous expliciter svp? ...

Il y a bien trop de mystères dans ton montage pour pouvoir être vraiment efficace.

Si l’on se réfère au seul schéma du #4, à savoir que le MOS ne sert qu’à allumer la LED, il ne devrait pas y avoir de problème. Comme on passe du blocage (échauffement nul) à la saturation (échauffement quasi nul) on passe par une phase avec courant et tension dans le MOS, qui peut chauffer. S’agissant d’un commande logique, cette durée est très faible et n’a pas le temps d’échauffer le MOS, car l’intensité reste très faible.

Mais il est plus que probable que le montage réel ne se limite pas à cela. Qui génère le 200V? Quel courant est-il susceptible de devoir fournir? Est-il soumis à une commutation commandée par le même signal logique? Quel composant opère cette commutation? Quel en est le schéma précis.

Si la finalité est la même que celle de la commande de LED mais avec un courant plus élevé, l’échauffement, même très bref peut lui être fatal.

[DAT44]

Bonjour,

Merci pour votre réponse. En revanche, je ne suis pas sûr de bien comprendre pourquoi la commutation serait lente ? Pourriez vous expliciter svp?
Merci

Comme tu utilise le 200V pour commuté la grille du NMOS tu est obliger d'utilisé des résistances de forte valeur, donc la charge et la décharge de la capacité de la grille du NMOS sera longue ...

Si le 200V provient des PV, la tension sera fluctuante, donc la tension de commande de la grille le sera aussi ...