Bonjour,
Je bosse actuellement sur un système de chauffage d’eau qui s’intègre dans un matériel plus gros. Etant donné que le chauffage n’est qu’un sous-système, j’ai besoin de pouvoir le contrôler entièrement, c’est pourquoi je veux faire une PCB complète pour maîtriser la partie commande et ne pas avoir à hacker un matériel déjà fabriqué.
Je me base sur un micro-contrôleur Atmega 328P-PU (j’ai fais un proto sur Arduino avant c’est pour ça) et je souhaite réguler la température dans les chauffe-eau par PID (il y a une bibliothèque dédiée sur Arduino) et train d’onde. Qui dit train d’onde dit semi-conducteurs et c’est là où mes connaissances montrent des faiblesses. J’hésite entre les différentes technologies de semi-conducteurs*: IGBT, MOSFET, thyristor, triac*? Après quelques recherches je pensais m’orienter vers un IGBT (c’est ce qui est utilisé dans les chauffe-eau instantané que j’ai acheté) mais j’entends des sons de cloche différent quand je pose la question autour de moi.
• Que pensez-vous du choix de l’IGBT*?
Chaque chauffe-eau est appelé à consommé 2100W soit 9-10A environ. Un petit tour chez Farnell plus tard, je penche pour l’IGBT IKP10N60TXKSA1 de chez Infineon, un peu surdimensionné mais deux fois moins cher que le RGT20TM65DGC9 de chez ROHM.
• Que pensez-vous de ce choix*?
J’ai 3 chauffe-eau à contrôler mais qui récupère la même consigne de régulation.
• Selon vous, est-ce qu’il vaudrait mieux utiliser un seul semi-conducteur (qui se boufferait 30A) ou bien 3 en parallèle dont chacun gérerait la régulation d’un chauffe-eau*?
Qui dit train d’onde et semi-conducteur dit dissipation de chaleur. Je suis tombé sur cette formule donné par l’entreprise Celduc
Rth radiateur = ((Tjmax – Tamb)/Pd) – Rthjc – Rthcr
où
Tjmax*: la limite de température des éléments de puissance, donné par le constructeur (175°C dans le cas du IKP10N60TXKSA1)
Tamb*: température de l’air ambiant à l’intérieur de l’armoire/boîtier, aux environs de l’élément SSR + dissipateur en régime établi. J’ai choisis 50°C un peu arbitrairement.
Pd*: puissance dissipée par le semi-conducteur, donné par le constructeur (110W).
• Mais dans le cas d’une absorption de 20A, est-ce que je dois diviser cette puissance par 2 vu que je n’absorbe que 10A?
Rthjc*: donné par le constructeur (1,35K/W)
Rthcr*: résistance thermique de l’interface de 2,5K/W car c’est ce que donnait un fabricant de pâte thermique
Rthradiateur = ((175-50)/110) – 1,35 – 2,5 = -2,7K/W
• Que pensez-vous de ce résultat*?
• Comment choisir un dissipateur approprié selon ce résultat*?
Quand je regarde ce que proposent les fabricants, plus la résistance thermique est faible plus les dissipateurs sont chers.
Dans un des chauffe-eau que j’ai acheté, j’ai remarqué que le fabricant avait fixé son triac (un BTA41) sur la tuyauterie d’arrivée d’eau froide pour profiter du water-cooling. Avez-vous déjà vu une fixation de ce genre*?
Merci d’avance pour vos retours.
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