Alimentation capacitive

[Pascal071]

Bonjour

concernant la résistance de limitation 470 qui chauffe:
Comme je n'ai aucune idée du calcul, en général je met 100 à 220ohm 1w.
L'article du bien crédible Rémy - Sonelec nous dit:

La résistance R1 limite l'appel de courant quand le condensateur est déchargé.
Sa valeur doit être déterminée en fonction de la capacité du condensateur et de la pointe de courant que l'on accèpte,
mais de manière générale, on estime que sa valeur doit être de l'ordre de
R = 3 / I (c'est une formule déterminée de façon empirique)
avec R en ohms et I en ampères
Exemple
Si I max = 10 mA (0.01 A), alors
R = 3 / 0.01 = 300 ohms

Donc pour 50mA: R= 60ohm

Une 100ohm 1w chauffera bien moins (100 * 0.05^2 = 0,25w)
que la 470ohm (470 * 0.05A^2 = 1,18w)

cordialement
-----

[Vincent PETIT]

Bonjour,
Si j'étais amené à calculer la résistance de 470Ω,

- je considérerai la présence d'un fusible en amont et mon avis il en faut un.
- je considérerai C11 et C16 déchargés donc des courts-circuits.
- je calculerai la valeur de la résistance de telle sorte que le fusible de fonde pas durant la première alternance, que le pont de diode ne casse pas non plus et que la résistance elle même ne fume pas.
- je ferai attention à ce que la valeur de la résistance ne soit pas trop grande pour ne pas qu'elle s'oppose au courant nécessaire au fonctionnement.
- je choisirai la varistance qui va bien pour qu'en cas de surtension elle fasse péter le fusible le plus vite possible avant la mort du pont de diode et de D5.


Souvent on part d'une donnée connue, comme le courant max que peut supporter le pont de diode, et on déroule les conditions ci dessus

[Antoane]

Le courant dans la 470Ohm et dans le condensateur est toujours le même, donc la 470Ohm dissipe toujours la meme puissance.

La puissance totale dissipée est toujours la même. outre la puissance dissipé dans la 470Ohm, la puissance totale se répartie entre :
- le régulateur,
- la zener
- le module radio (ou son remplacant)
- les autres consommateurs : MCU, Optocoupleurs, etc.

Comme tu es dans une boite fermée, en gros, la température dans la boite sera toujours la même (ou plutot : la différence de température entre l'intérieur de la boite et l'ambiant sera la même).

Je trouve que ça sent un peu le chaud,

=> améliore la dissipation thermique : utilises une résistance plus grose, ajoute un petit radiateur au régulateur.

j'ai quand même pu touché le régulateur qui est assez chaud, je pense que c'est normal car je n'ai que des zener de 12V du coup il doit dissiper plus je pense.

Pd ~ (Vin-Vout)*Iout ~(12-3,3)*0,03 ~ 300mW... Pour un TO90, dont la Rth ~ 150 K/W, ca donne une température environ 150*0,3 ~ 50°C au-dessus de la température ambiante.

j'ose pas trop toucher avec les doigts vu la présence du 230V sur la carte.

Il faut considérer, voire comprendre, que toucher n'importe quelle partie métalique du montage : c'est pareil que mettre à main nue une tige en cuivre dans la prise. Ca fini souvent mal.

Edit : message écrit au début d'une réunion ennuyeuse... et envoyé longtemps après avoir commencé la rédaction

[Pascal071]

Bonjour

Je pense qu'on peut considérer C16 toujours déchargé pour le calcul, car 8v c'est rien vis à vis de 230veff
Le courant dans R4 et C11 est donc constant, fonction de la réactance capacitive de C1 à 50Hz.

[dje8269]

Déjà je tenais à vous remerciez, pour vos interventions très pédagogiques et pertinentes, c'est un véritable plaisir de vous lire.

On sent les professionnels qui veulent aider et partager leurs expériences. Alors de la part de tous les lecteurs qui vont tombés sur ce post et comme moi apprendre plein de trucs , un grand MERCI.

Après c'est amabilités bien méritées je retourne à mes moutons.

@Vincent PETIT : Ce montage est a but personnel, alors je suis attentif à la sécurité, si je peux éviter de mettre le feu à la maison, je suis preneur.

J'ai démonté et vu d'autre photos de montage similaire et aucun ne comporte de fusible. Dans ton post #17 tu as pris un appareil de classe II . Mais aucun n'est classe II car on a accès directement aux 230V par les borniers.
Après je n'y connais rien en normes. est-ce les tension qui sont problématiques ou les courants ?

Pour simplifier : Sur du 230V en 30mA est-ce que l'éloignement des pistes doit être aussi prononcée que du 230V 1A par exemple ? car au final très peu de courant circule dans mopn montage. 30 mA max.

La partie fusible m’intéresse car j'ai gagner un peu de place en changeant de condensateur.
Concernant le dimensionnement du fusible je ne sais pas du tout comment m'y prendre d'apres tes explications puis je en déduire.

J'ai choisis ça comme pont de diode : HDS10M-13
Il supporte 1A en continu et 30A pendant 8.3ms ( page2)
Donc ce coté je pense qu'on est tranquille non ?

Partons sur une R de 100 ohms ( et ainsi éviter la chauffe).
Au démarrage j'aurais donc 230/100= 2.3A lors de la première alternance le pont de diode résiste
La Résistance devra dissiper beaucoup mais très peu de temps. est ce gênant ?

Pour faire un compromis une R de 220 ohms 1W avec un fusible à 2A serait-ce bien ?

[Pascal071]

Au démarrage j'aurais donc 230/100= 2.3A lors de la première alternance

ça serait vrai si le 230v (325v crête) était un signal instantané, mais c'est une sinusoïde et le condensateur "freine" ce courant.
dans le diagramme #64 tu vois que le courant dans R4 et C11 ne dépasse pas 100mA en crête.
100ohm me semble bien.

[Vincent PETIT]

@Pascal071,
Ajoute un déphasage de 90° à V1 pour simuler le coup de pas de chance : dje8269 branche son appareil au moment où le secteur est à Vmax.

Moi j'ai un beau pic de 3.25A avant la stabilisation 70mA_RMS et c'est causé par la 100Ω quand les condo sont à 0V au démarrage.

[Pascal071]

bonsoir Vincent

effectivement, la résistance sert à ça...
325v / 100ohm = 3,25Amp..
avec 220ohm, ça limite à 1,27Amp.
220ohm 1w en régime établi pour 70mA rms

Ces 70mA sont fournis par le 1µF,
si la consommation du montage est de 40mA, la zener conduit 30mA

[Vincent PETIT]

Du coup maintenant l'exercice d'équilibriste c'est de trouver le bon compromis avec un fusible.

Une résistance de limitation trop forte va chauffer inutilement avec le courant établi de 70mA_RMS mais ne fera pas fondre le fusible au premier branchement.

Une résistance trop faible laissera passer un courant d'appel trop grand qui pourrait faire fondre le fusible à la premier branchement mais elle ne chauffera pas inutilement lors du fonctionnement normal.

Maintenant que le courant d'appel peut être simulé on peut aussi aller voir du côté des thermistances pour limiter l'inrush current, c'est sûrement mieux qu'une résistance.

Y a encore du boulot

[dje8269]

Merci pour ce débat afin de coller au mieux au besoin et de proposer un schéma correct pour les lecteurs.

Afin de coller au mieux aux test réels et à ma carte.

@Vincent PETIT : je ne connais pas ton logiciel de simulation mais merci d'avoir pris le temps de le modéliser.

Si tu as le temps , peux tu refaire une simulation avec les valeurs mise à jour de mon proto

A savoir sur ton schéma C2 ( le condo chuteur) à 470µF et C1 à 220µF

Et avec deux valeurs de R2 de 100 Ohms et 220 Ohms ?

Maintenant admettons ce PIC de 3.25A . est-il destructeur pour la résistance ? comment le savoir ? car la durée est extrêmement courte .

cela signifie qu'il faudrait un fusible de 4A pour ne pas qu'il saute avec un coup de malchance ?

[Vincent PETIT]

A savoir sur ton schéma C2 ( le condo chuteur) à 470µF et C1 à 220µF

470µF pour le condo chuteur ???? 48A de courant
Et en plus je vais faire dérailler mon simulateur (QucsStudio c'est pour la RF à l'origine mais il convient pour ce genre de chose) car la constante de temps R2 de mon schéma et C2 va entrer en conflit avec le pas de simulation. Voir image tout en bas où je fais varier manuellement le condo chuteur, si tu regardes ce qui se passe avec le courant d'appel (courbe du milieu) il arrivera un moment où la constante de temps R2 C2 fera planter ma simu, car je ne peux pas regarder à la fois un évènement rapide avec de grandes constantes de temps.

Maintenant admettons ce PIC de 3.25A . est-il destructeur pour la résistance ? comment le savoir ? car la durée est extrêmement courte .

Non, l'appel est trop rapide

cela signifie qu'il faudrait un fusible de 4A pour ne pas qu'il saute avec un coup de malchance ?

Pas forcément, regarde page 3 de cette doc https://www.littelfuse.com/assetdocs...f-6ab5a62f6ba1, graphique qui s'appel Average Time Current Curves. J'espère que tu as des bons yeux mais un fusible de 630mA fond en 10.5ms si 3A le traverse. Si le pic de courant dure moins de 10.5ms alors le fusible ne fondra pas.




ps : si je fais une simu avec C2 = 470µF alors je suis obligé de retirer le déphasage de V1 qui me permettait de voir l'appel de courant. La ça marchera mais il faut que je choisisse, peut pas regarder les 2 en même temps.

[dje8269]

Au temps pour moi 470nF, pas uF

[Vincent PETIT]

J'imagine que tu arrives à lire : j'ai pris 5 valeurs de résistance sous la variable VAR, 100Ω, 125Ω, 150Ω, 175Ω et 200Ω et les champs Pr1.It donnent les courants d'appel respectif.



Le courant RMS est de 33mA

[Antoane]

Bonsoir

comme indiqué par Pascal ca ne change rien, mais avec une masse au neutre et une au Vss, on court-cirucite le pont de diodes

[Vincent PETIT]

S'il veut mettre un fusible, il faut évaluer le courant d'appel.

Dans l'image ci dessous, les fusibles en nuance de rouge et de rose conviennent. Ceux en vert clair risque de fondre trop vite.

[Pascal071]

Bonsoir à tous
Vincent:

Du coup maintenant l'exercice d'équilibriste c'est de trouver le bon compromis

Compromis à 4 facteurs:
1/ protéger le pont de diode d'une mise en route sur le maximum du 230v, soit 325v:
en considérant C2 parfait, sa valeur n'influe pas sur le courant instantané dans le circuit
R2 - C2 - pont - condensateur 470µF vide = 325v / R2
soit 3,25A avec R2=100ohm, 1,5A avec R2=220ohm, 0,7A avec R2=470ohm
cette valeur est MAXIMALE, la tension ne dépasse 200v que 5mS env.
cette valeur est très courte et n'a pas le temps de faire chauffer R2

2/ choisir la valeur de C2 pour disposer d'une tension > 6v à l'entrée du régulateur avec 40mA en sortie:
on a vu que 1µF permet 6v @60mA, 0,47µF permet 6v @30mA

3/ limiter la puissance dans R2 en régime établi:
avec C2=1µF, le courant efficace dans R2 est env. 70mA (dû la recharge cyclique du 470µF)
R2= 100ohm @70mA -> 0,5w
R2= 220ohm @70mA -> 1w
R2= 470ohm @70mA -> 2,3w

4/ choisir la puissance admissible de la zener:
Soit C2=1µF
Soit une zener 6v:
Si 60mA consommés, I(zener) = 0
si 20mA consommés, I(zener) = 40mA, P(zener)= 0,25w
en fait la zener ne craint pas grand chose, si sa tension zener est basse

avec:
C2=1µF
R2=220ohm 1w
Pont acceptant 1,5A instantané
ça me parait acceptable

cordialement

[dje8269]

WAouhhh , ca avance technique... c'est génial.

Petit retour du terrain en dehors de la simulation.

Je valide le condensateur chuteur de 470nF à la place du 1µF original.

je suis monté a 34mA sans soucis. A partir de 35mA j'ai des ratés sur l'alimentation.

Le gain de place est un énorme avantage et me laisse de la place pour mettre un petit fusible et "aérer" un peu mes pistes transportant le 230V.

Je pense que ce n'est pas déconnant de privilégier le régime établi plutôt que 5ms à l'allumage si je n'ai pas de chance.

Avec condo chuteur : 470nF
Résistance en serie : 150 ohms 1W
fusible : 500mA~750mA
Zener : 6.8V / 0.5W voir 5.1V /0.5W

cela commence à ressembler à quelques chose de "sécure".

Il reste la varistance. Mes recherches m'ont permis de determiné que la tension de la varistance doit être légèrement supérieur à la tension de service .
Je prendrais une 250Vac.
Pour les autres caractéristiques je ne comprends pas tout.

Un petite taille est un plus .
Un truc classique de ce genre me parait acceptable : B72210S2251K591

[Pascal071]

Bonsoir

Un 680nF fait 9mm d'épaisseur, au lieu de 11mm pour un 1µF..
Un fusible protège en cas de sur-courant, avec ce montage il y a peu de chance, le condensateur X2 dégradé a plutôt tendance à devenir moins passant.

[bobflux]

Une alim capacitive avec une consommation de 1W va tirer 8760 kWh/an soit 2.19€/an.

On peut avoir une alim à découpage 25x25x16mm dont la consommation à vide est < 50mW pour 8€ (beaucoup moins sur aliexpress) ; elle est donc rentabilisée sur la durée de vie du produit sans compter le prix des composants pour l'alim capacitive.

https://www.mouser.fr/datasheet/2/46...77-3313296.pdf

Les modules zigbee habituels n'utilisent pas ce type d'alim car trop grosse : ce sont des convertisseurs buck directement de la tension secteur en 3V3. Le rendement est pas terrible mais c'est quand même bien meilleur qu'une alim capacitive, pas cher, et tout petit.

Une piste pour faire un module custom est de prendre un module aliexpress à 5€ qui contient l'alim et le relais, et remplacer la minuscule carte de contrôle par du DIY.

[Vincent PETIT]

Bonjour,
Comme dit Pascal le fusible protègera d'un problème de sur-courant comme quelque chose qui se met en court-circuit, ça retire le risque incendie et ça protège le disjoncteur de l'installation électrique en amont (un 16A normalement)

Pour le fusible moi je tenterai un 250mA, il peut tenir l'appel de courant un peu moins de 2ms et si pour n'importe quelle raison le courant dans le pont passe à 1A, le fusible fond en 16ms environ. Attention car les courbes ci dessous on était prise sur un fusible CMS pour l'explication mais c'est le même principe avec des courbes de fusibles cartouches classiques.

Capture055.PNG

L'autre rôle du fusible est indirect mais il protège des surtension aussi. Là il va protéger ton électronique grâce à la varistance, le but est que si cette dernière voit une surtension elle fasse fondre volontairement le fusible. Ci dessous tu peux voir la caractéristique dynamique de ta varistance. Pareil j'ai pris la série 210 pour l'explication, je ne dis pas que c'est la bonne valeur, il faut vérifier. Si cette varistance voit 450V a ses bornes, elle laissera passer 500mA elle se comporte donc comme un résistance de 900Ω. Et si tu reviens au graphique du fusible si tu considères avoir placé un 250mA, alors les 500mA que la varistance laissera passer en voyant 450V de surtension feront fondre le fusible 250mA en 100ms. Tu peux remarquer que si tu mets un fusible de 500mA, il ne fond pas, il va falloir une surtension plus grande devant la varistance.

Capture056.PNG

La torture n'est pas finie
Comme tu le vois la surtension doit monter à 450V pour que le fusible 250mA fonde en 100ms et en toute rigueur (mais doit on vraiment aller jusque là) il faut regarder qu'est ce qui se passe de grave dans l'électronique avec 450V pendant 100ms. Est ce que quelque chose crame ? Si oui alors la protection en surtension n'est pas terrible. Faut il baisser volontairement la valeur de la varistance ?