Dimensionnement convertisseur ACDC

[G4NYM3D3]

Bonjour à tous !

Dans le cadre d'un projet scolaire (TIPE pour les connaisseurs), j'ai besoin d'une source de tension continue variable allant d'une dizaine de volts à plusieurs centaines. Jusque là, je me contentais d'un générateur haute tension mais il ne me suffit pas (il ne va "que" jusqu'à 60V).
Je pense donc fabriquer un convertisseur ACDC comportant un transformateur à rapport de transformation variable (que je viens brancher sur le secteur), suivi d'un pont de Graëtz et d'un passe-bas.
J'ai vu en cours comment chacun de ces composants fonctionnait mais pas comment les dimensionner pour obtenir telle ou telle tension.
Ma question est donc : comment dimensionner les composants ? Faut-il que je rajoute des résistances de protections sur le pont de Graëtz ? Quel ordre dois-je privilégier pour le passe-bas ? Quelle capacité prendre pour ce dernier ?

Merci d'avance pour vos réponse !
-----

[penthode]

cahier des charges insuffisant ...

"plusieurs 100'taine" combien ?

quel courant ?

application ?

[G4NYM3D3]

Effectivement j'ai manqué de précision.
Je compte l'utiliser pour effectuer une expérience d'électromouillage donc si je pouvais aller jusqu'à 200-300V ça serait bien.
La charge peut être modélisée par un condensateur donc aucun courant ne passe.

[Positron1]

Salut,

La charge peut être modélisée par un condensateur donc aucun courant ne passe.

Humm ! tu peux développer ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[G4NYM3D3]

Sur une électrode reliée à la masse, je dispose du film alimentaire (isolant) sur lequel je dépose une goutte d'eau reliée à la borne positive. L'eau étant conductrice, l'application d'une tension fait s'accumuler des charges positives au voisinage du dessus du film alimentaire et négatives au voisinage du dessous. Il se forme alors une capacité électrique.

[Antoane]

Bonjour,

Le transformateur variable peut être une bonne solution, mais il t'en faut un qui soit isolé du secteur, alors que beaucoup de ces transformateurs variables sont en fait des auto-transformateurs, non isolés.
Si ton transformateur variable n'est pas isolé, quels transformateurs (non-variable et fonctionnant sous 50 Hz) peux-tu te procurer aisément ? Idéalement, un transformateur délivrant une cinquantaine de volts serait pratique. Un transformateur d'isolement de rapport 1:1 ferait également l'affaire.
Il serait alors possible de combiner ce transformateur et l'auto-transformateur ajustable, la tension de sortie étant alors filtrée et limitée en courant, par sécurité. Une autre option serait d'utiliser un multiplicateur de tension, et/ou un éventuel circuit de régulation de la tension de sortie.

[gienas]

Bonsoir G4NYM3D3 et tout le groupe

... Il se forme alors une capacité électrique.

Hum. J'ai la sensation d'assister à un (roman) feuilleton, dont j'ai du mal à entrevoir le dénouement.

Les termes employés ne s'appliquent pas à l'électronique, et j'ai encore du mal à imaginer le but réel. Il est question de filtre passe bas, qui, si je comprends bien, est un filtrage de tension continue. Pourquoi compliquer ainsi les problématiques?

A la lecture actuelle de cette discussion, elle n'a pas sa place en électronique, et va être déplacée en physique, vraisemblablement plus adaptée.

[G4NYM3D3]

Bonjour genias,

Il est vrai que le choix de l'électronique est maladroit mais mon TIPE touche à plusieurs domaines de la physique et mon problème de générateur m'a paru plus approprié dans cette section. Au temps pour moi.
Si vous voulez plus de précision sur le phénomène d'électromouillage, je vous invite à survoler la page Wikipedia qui sera plus complète que mon explication bancale.

Ce qu'il faut en retenir, c'est qu'aucun courant ne passe donc mon générateur de tension à des contraintes sur la tension uniquement.
Étant donné que je veux une tension continue et que je pensais passer par des transformateurs, il me faut alors un filtre passe-bas en sortie du pont de Graëtz.

J'ai peut être compliqué ma problématique en mentionnant l'électromouillage car ce n'est pas un phénomène bien connu et j'aurai pu m'en passer.
Est-ce encore flou ?

[Antoane]

Bonjour,

connaitre l'application est effectivement utile pour nous aider à identifier certaines difficultés qui pourraient t'avoir échappées a priori. Elle est à présent relativement claire, ou en tous cas suffisamment pour poursuivre le design (cf. post 6).

[G4NYM3D3]

Bonsoir Antoane,

Je saurai dans la semaine de quel matériel je dispose donc je ne peux pour l'instant pas répondre précisément. Toutefois, je ne pense pas prendre de risques à affirmer que j'aurai accès à un transformateur d'isolement.
J'ai survolé la page wikipédia des multiplicateurs de tension et ça a l'air intéressant ! Néanmoins, je ne connais pas grand chose à ce propos et ne dispose pas d'énormément de temps pour réaliser cette source de tension. Est-ce vraiment plus pratique ? Si oui, quel montage me conseillez-vous ?
Sinon, je pense rester sur l'idée de base (transfo d'isolement + transfo variable + pont de Graëtz + passe-bas, cf schemaElec.PNG). Savez-vous comment dimensionner les composants pour éviter qu'ils ne grillent ?

Merci pour vos conseils avisés ! ^^

[Antoane]

Bonjour,

C'est bien ça.

Le dimensionnement de R et C se fait en prenant en compte les composantes spectrales à filtrer :
- quelles fréquences sont présentes dans le signal en sortie du pont de diodes ;
- quelles fréquences doivent être présentes dans le signal en sortie du filtre ?

Tu pourrais par ailleurs ajouter deux résistances :
- une en parallèle du condensateur pour que celui-ci se décharge lorsque tu débranches l'alimentation ou que tu diminues la tension délivrée par l'auto-transformateur
- une en série avec la sortie de manière à limiter le courant (impulsionnel) que peut délivrer l'alimentation -- par sécurité

[antek]

Si M1 assure la sécurité M2 peut être un autotransfo (bien moins cher).

[G4NYM3D3]

Bonsoir,
J'en ai parlé à mon professeur de physique et il semblerait que l'auto-transformateur que l'on possède est parfois dangereux. Il n'est alors, pour lui, pas question de réaliser ce genre de générateur , en termes de sécurité, car la puissance de ce dernier est trop importante (car branchée sur le réseau). Qu'en pensez-vous ? Avez-vous d'autre(s) idée(s) de circuits (à base d'alimentation symétrique d'ALI par exemple) ?
Merci beaucoup pour vos réponses rapides et pertinentes !