Problème d'alimentation d'un circuit avec un TO-220 (D44H11)

[MrAnderson]

Bonjour à tous,

Tout d'abord, je vais très succinctement me présenter (étant tout nouveau ici).
Je ne travaille pas dans l'électronique. J'ai quelques bases grossières sur les différents fonctionnements des composants de base.
J'essaye d'apprendre chaque jour de nouvelles choses et pour ce faire j'expérimente
Le but de ce sujet est pour moi de compléter mes connaissances. Je ne le fais pas pour avoir un résultat coûte que coûte mais de comprendre là où je commets des erreurs

Le sujet :
J'ai une question au sujet d'un pcb que j'ai réalisé pour activer mon imprimante 3D grâce à un raspberry pi (Schéma simplifié en pj).
Le raspberry pi contrôle le 44H11 au travers d'un pin GPIO (tension 3.3v 16mA).

Sur le schéma il manque un câble USB qui relie le raspberry pi à l'imprimante 3D (liaison "série").
Bien, le but étant de pouvoir activer l'alimentation de l'imprimante via une commande donnée au rpi.
L'imprimante a sa propre alimentation qui peut générer 24V 15A maximum. Dans les faits on serait plus sur du 10-12A.

Selon la datasheet, le 44H11 est un NPN "classique" donc typiquement comme un TIP120 (ou similaire tout du moins, dans son fonctionnement) et donc dans son branchement. Pour en être tout à fait sûr je l'ai testé avec un multimètre en mode "diode" et c'est bien le cas (à savoir dans l'ordre : Base, Collecteur, Émetteur).

Quel est le problème ?
Et bien, lorsque le 44H11 est en off, la carte mère du l'imprimante reçoit toujours du courant (3.3v 16mA) via le câble USB.
Ce courant traverse la carte et sort au travers des pins d'entrée du courant de la carte.
Ce courant arrive jusqu'au 44H11, et je n'arrive pas à expliquer pourquoi, mais à cause de cette faible tension le 44H11 reste actif même si sa base n'est pas sous tension.

J'ai tenté de bloqué le courant traversant avec une diode en sortie de la CM mais le problème reste présent.
Si toutefois je ne branche pas le câble USB entre le rpi et la CM, mon circuit fonctionne parfaitement et je contrôle bien l'activation du 44H11.
J'ai tenté comme certains disent sur des forums du rpi d'ajouter un adhésif sur le + du port USB, sans succés également.

Je suis persuadé que le problème vient de cette tension traversante, mais je ne parviens vraiment pas à en comprendre le pourquoi.
Je me demande également si le 44H11 est le bon choix dans mon cas. le fait qu'il n'ait pas cette "double diode" comme le TIP120 pourrait peut-être aussi expliquer le soucis mais je ne sais pas trop encore pourquoi.
C'est pourquoi je suis ici aujourd'hui. Je cherche des âmes généreuses qui pourraient m'éclairer sur ce que j'ai pu faire de mal ^^

Je reste disponible pour de plus amples informations qui pourraient vous être nécessaires alors n'hésitez pas
Un grand merci !


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[Piefra]

Bjr

Pourquoi utiliser un T de puissance pour piloter une bt de forte puissance ?

Un relais serait amha plus efficiant ( ne piloterait pas en courant mais ) en ToR et sans dissipation
Voire meme un relais secteur en amont de l’alim bt de l’imp 3d

Cela rajouterai une isolation complete entre les elements

Cdlt

[MrAnderson]

Bonjour,

Merci pour votre réponse.

Comme je l'explique dans mon post, ce n'est pas pour l'implémenter réellement mais plus pour comprendre le fonctionnement des composants mis en place.
En effet, dans le montage initial, j'utilise un relais qui fonctionne parfaitement.
Je cherche à en apprendre plus sur les composants et dans ce cas précis ce qui peut causer ce maintien de courant alors que le 44H11 est sensé être fermé.
De ce que j'ai compris du composant, lorsque qu'aucune tension n'est fournie à la base, les collecteur/émetteur ne sont pas reliés. Hors, il semble que cette tension de retour permette de "contourner" le fonctionnement normal du transistor.
Je cherche donc à en comprendre les raisons

Merci encore

[antek]

Le tip120 est un darlington, et si tu en parles il faudrait préciser le courant collecteur attendu.

Sur ton dessin ici montré quelle est la tension collecteur/émetteur avec et sans commande depuis le pi ?
A quoi est relié le collecteur ? - je n'ai pas compris cette histoire de usb qui court-circuite la commande venant du pi -

[A voir en vidéo sur Futura]

[gienas]

Bonjour MrAnderson et tout le groupe

Bienvenue sur le forum.

J’ai un peu de mal à tout comprendre.

... Sur le schéma il manque un câble USB qui relie le raspberry pi à l'imprimante 3D (liaison "série").
Bien, le but étant de pouvoir activer l'alimentation de l'imprimante via une commande donnée au rpi.
L'imprimante a sa propre alimentation qui peut générer 24V 15A maximum. Dans les faits on serait plus sur du 10-12A ...

Peut-être serait-il bon de dessiner les liaisons actives de ce câble USB pour bien comprendre ce qu’il transporte et ce qu’il relie au juste.

Peut-être aussi serait-il bon de préciser "ce qui se passe” au juste dans l’objet dessiné au dessus de l’imprimante. Également, préciser ce qui va devoir passer (en intensité) dans le transisor, et sous quelle tension lors du blocage.

... Et bien, lorsque le 44H11 est en off, la carte mère du l'imprimante reçoit toujours du courant (3.3v 16mA) via le câble USB.
Ce courant traverse la carte et sort au travers des pins d'entrée du courant de la carte.
Ce courant arrive jusqu'au 44H11, et je n'arrive pas à expliquer pourquoi, mais à cause de cette faible tension le 44H11 reste actif même si sa base n'est pas sous tension ...

Là aussi, je ne comprends pas. Est-ce une confusion entre courant et tension? Le transistor se commande par un courant (base), qui résulte de l’apparition d’une tension positive sur sa résistance de base. Ce courant est fixé par la tension disponible et la résistance.

Si la tension est nulle, le courant base est nul et le transistor bloqué. Ceci peut être vérifié soit en programmant de sortir les deux niveaux (0 et 1) ou en branchant temporairement la résistance de base à la masse 0V pour le 0 et à la source 3,3V pour le 1.

... j'ai tenté de bloqué le courant traversant avec une diode en sortie de la CM mais le problème reste présent ...

Ça, ça mérite une explication car je ne comprends pas du tout l’effet recherché.

... Si toutefois je ne branche pas le câble USB entre le rpi et la CM, mon circuit fonctionne parfaitement et je contrôle bien l'activation du 44H11 ...

Là non plus je ne saisis pas.

... J'ai tenté comme certains disent sur des forums du rpi d'ajouter un adhésif sur le + du port USB, sans succés également ...

Là non plus, je ne comprends pas. C’est quoi ce ”truc”?

[MrAnderson]

Merci pour vos réponses !
En effet, je me rends compte que mes propos sont incomplets (c'est pourtant clair dans ma tête ^^).
Je me charge de refaire un schéma plus complet avec les tensions et liaisons actives.
J'en ferai même deux pour expliquer le point concernant la phase "non branchement du câble USB".
Je fais ça dès que j'ai un moment de libre !

Merci à vous et désolé pour le manque de détails

[MrAnderson]

Voici les différents schémas, j'espère qu'ils sont plus clair

schema_ok.png

schema_ko.png

schema_tension_suspecte.png

[gienas]

Voici les différents schémas, j'espère qu'ils sont plus clair

Pièce jointe 500098

Oula oula oula!

Je crois que le problème est là!

La masse c’est supposé la même partout … à condition de ne pas la couper.

Ta carte mère coupée par la masse n’est plus la masse.


Il faut se débrouiller pour couper le plus er relier les masses toutes entre elles.

[MrAnderson]

Merci @gienas,
Qu'est ce que tu entends par :

Ta carte mère coupée par la masse n’est plus la masse.

La carte mère est à la masse lorsque le D44H11 est actif et le reste du temps il n'y a pas de tension du tout sur la CM.

[MrAnderson]

Je viens de comprendre ce dont tu me parles.
Je n'avais même pas fait attention au fait que lorsque je désactive le D44H11, la masse n'a d'autres choix que de traverser la CM pour retrouver la masse en passant par le raspberry pi.

En revanche, je ne peux pas utiliser le D44H11 sur le plus, si ?

[gts2]

Usuellement la masse est continuellement branchée, et on interagit sur le +24V ; c'est la même chose en électricité domestique : les lampes sont continuellement reliées au neutre et l'interrupteur connecte ou non la phase.

Dans le schéma non OK, la masse revient par la prise USB et et est donc constamment branchée.

[MrAnderson]

En effet , je suis un boulet.
J'ai réagit juste avant ton message ^^
Je peux donc utiliser le D44H11 sur le plus directement ?

Comme ça ?

[MrAnderson]

(*J'ai inversé les fils sur le D44H11 en voulant aller trop vite)

[Pascal071]

bonjour

je doute que le NPN commute 10Amp avec 220k dans la base...
pour commuter le 24v, il te faut un PNP ou mieux, un P-mos


Cordialement

[Pascal071]

avec les valeurs précédentes, le PNP 45H11 ne fournira jamais 10Amp. ( gain= env. 40, il faudrait 250mA dans la base ! )
pour commuter les 10Amp, il faudrait un PNP darlington genre TIP145

le mieux serait un P-mos

Cdlt

[MrAnderson]

Waw ! Le temps pour moi d'assimiler ton schéma et les données associées, je pense que j'ai compris
Je sais, ton schéma semble pourtant simple mais j'ai encore un peu de mal avec les tensions négatives ^^

En tout cas, merci je comprends bien mieux là où j'ai fait des conneries.
Je comprends mieux aussi les valeurs nécessaires aux transistors pour fonctionner (c'était clairement très flou pour moi ).
Je devrais trouver de quoi faire correctement les choses maintenant.
Je ne manquerai pas de venir demander votre avis si c'est possible.

Une question au passage, est-ce que j'ai raison en disant qu'il y a une perte avec ce fonctionnement ? (via la chaleur, les résistances et les transistors, etc.)

Un grand merci à tous !

[antek]

Oui, il y a des pertes, pour commencer avec P=U.I. Rien qu'avec le NPN pour 10 A on perdrait environ 10 W en chaleur ce qui obligerait à utiliser un radiateur. Et un peu plus avec un darlington.
D'où l'invention du mosfet

[MrAnderson]

Si j'ai bien compris le fonctionnement des mosfets, en choisissant celui-là "FQP17P10" je devrais avoir assez pour supporter les valeurs maximum de l'alimentation principale qui sont 24V 16A.
Et il devrait se comporter normalement en fonction du schéma que Pascal071 m'a gentillement proposé, n'est-ce pas ?
En revanche, j'ai une question sur le schéma justement. Pascal071 à mis un transistor BC337 au niveau de la commande 3.3v mais si je ne dis pas de bêtises, la tension qui devrait passer par ce dernier sera équivalente à celle qui passera par le pmos non ? Donc maximum 16A. Il ne tiendra jamais de ce fait, je me trompe ?

Merci pour vos réponses
Et désolé si mes questions semblent bêtes :/

[Pascal071]

Bonjour

La Gate du P-mos est commandée par une tension (Vgs), le courant Igs est considéré comme nul.
le NPN, commandé par 3v3 via la 1k, n'a donc que 24v / 10k + 4k7 à positionner au 0v, soit 1,6mA.
Lorsque le 3v3 est actif, le P-mos reçoit env. -16v de Vgs, bien assez pour conduire avec 10Amp.
Attention, le FQP17P10 tient 16 Amp. MAX

les valeurs fonctionnent en statique (lent), pour un fonctionnement en mode dynamique il faudrait tenir compte de la capacité Gate du P-mos et revoir les valeurs 4k7 - 10k

Cordialement

[antek]

Tout en mosfet . . .

[MrAnderson]

Super ! Merci les gars !
Je prends note de vos schémas
Je vais potasser tout ça.

Au passage, je me rends compte que je suis bien à la ramasse sur la compréhension de tout ça.
Auriez-vous des sites/bouquins qui pourraient me faire monter en compétence sur le sujet svp ?

[DAT44]

Bonjour,
avec 15A l'IXTP4805T vas prendre plus de 6W, il faudra prévoir un bon dissipateur thermique, perso, j'en prendrai au moins deux en // ...

[Pascal071]

bonsoir
un bon article sur les MosFet: https://passionelectronique.fr/transistor-mosfet/

cdlt

[antek]

avec 15A l'IXTP4805T vas prendre plus de 6W . . .

Oui, j'ai oublié . . .

[antek]

Il ne reste donc plus qu'à dimensionner et choisir le radiateur, . . . voir le pdf
Si tu as des radiateurs de récup (le contraire est impensable), ce catalogue permettra de trouver leur Rtêta