Alimentation de Labo: un design de référence

[invitea53983ee]

Bonjour,

Mon PS nést pas termine, mais ca progresse. Jái une petite probleme pour measurer le courant. Le voltage du R9 (R33 dan mons schema) est 0.5V maximum.
Jái designe un afficheur digitale, avec un PIC 16F1825, qui fonctione bien pour le voltage, mais pour correctement afficher le courant, le 0.5V est un plus faible. Je voudrait amplifier le voltage au petit plus de 1V pour raccorder le PIC directement. Le Vref. du PIC est fixe a 1.024V.
Dans les discours je n'ai pas trouver les calculations pour le voltage max. du R9. Le 4e amplificateur du LM324 et utilise pour activer une relais qui commute les transfo et le courant maximale. J'ai essaye un INA122, mais cette ampli instrumentale a une Vout minimale de 100mV, et ca indique plus de 1A sur l'afficheur.
Comment calculer ainsi le Vmax sur R9 est petit plus de 1V en courant maximale ?
Je attache les foto's du travail en progress et le schema utilise.
hvpower.JPGCIMG0318.JPGCIMG0319.JPGCIMG0320.JPG
-----

[Tropique]

Bonjour,

Mon PS nést pas termine, mais ca progresse. Jái une petite probleme pour measurer le courant. Le voltage du R9 (R33 dan mons schema) est 0.5V maximum.
Jái designe un afficheur digitale, avec un PIC 16F1825, qui fonctione bien pour le voltage, mais pour correctement afficher le courant, le 0.5V est un plus faible. Je voudrait amplifier le voltage au petit plus de 1V pour raccorder le PIC directement. Le Vref. du PIC est fixe a 1.024V.
Dans les discours je n'ai pas trouver les calculations pour le voltage max. du R9. Le 4e amplificateur du LM324 et utilise pour activer une relais qui commute les transfo et le courant maximale. J'ai essaye un INA122, mais cette ampli instrumentale a une Vout minimale de 100mV, et ca indique plus de 1A sur l'afficheur.
Comment calculer ainsi le Vmax sur R9 est petit plus de 1V en courant maximale ?

Gefeliciteerd!

Ce n'est pas simple de poster dans une langue autre que sa langue maternelle.

Pour répondre à la question, en principe le circuit U1D des accessoires doit donner la solution: http://forums.futura-sciences.com/pr...ml#post1316505

Il s'agit d'un ampli inverseur qui va sortir une tension positive amplifiée et référencée à la masse de sortie, donc la même que celle du voltmètre. Si R110 et R111 sont dans un rapport de 2, par exemple 1.5K et 3K, la tension full-scale sera de 1V.
Idéalement, il faut un ampli op à sortie rail-to-rail, sinon même avec le courant à 0, il restera une petite lecture résiduelle. Le LM324 n'est pas parfait, mais en mettant une résistance de 1K entre la sortie et la masse, on arrive à un résultat à peu près acceptable: je viens de vérifier sur la mienne qui fait 3A maximum, et la lecture sur le DPM de courant (qui a aussi 1V fsd) est de 7mA, donc 1 ou 2mV. Avec un vrai rail-to-rail, on peut faire mieux. Une autre possibilité est d'amplifier plus que 2X, par exemple 10X et mettre un diviseur ./.5 devant le voltmètre: la tension résiduelle sera aussi divisée par 5.

PS
Si tu as des difficultés à traduire quelque chose, tu peux le dire en néerlandais, je le traduirai, et si il y a quelque chose tu ne comprends pas n'hésite pas à le dire

[invitea53983ee]

Bonjour,

Votre solution est la meme solution que j'ai essayer. Dans mon cas j'ai pense de utiliser un LM321 smd. La question de la calculation du voltage sur R9 n'est pas reponder. Je pense que realiser un voltage de 1V sur R9 est un meilleure solution et je prend le desavantage du extra watts dissipiee dans R9, dans mon cas 10W max. a 10A. pour ca, la question: comment calculer R9, quelle valeurs des resistances dans le schema original doivent etre adapte et dans quell maniere.


regards

[Tropique]

Le LM321 n'est pas adapté: sa sortie ne descend pas à zéro. Dans les opamps courants/low-cost, le TLC271 convient (ou TS271), je suis sur que cela doit bien fonctionner.
Si tu veux malgré tout avoir 1V directement sur ton shunt (attention, parce qu'alors la tension par rapport à la masse de sortie sera négative), il faut sur ton schéma faire passer R33 à 0.1 ohm, et diviser par deux R12 et R11

[invitea53983ee]

Bonjour,

Si simple comme ca. Le voltage negative n'est pas une probleme, la metre digitale est allimentee separate. Je pense que l' erreur dela mesure voltage peut etre corrige par modifier le software du metre.
La simulation du schema adapte marche parfait. J'ai modifier le PCB pour accommoder 4 resistances parallelle de 0.47ohm, 5 W. Ca donne 1.2V sur R33 au courant de 10.17A. Merci.

regards

[Pepito646]

Bonjour,

Je vous remercie Tropique de ce schémas qui, une fois construit fonctionne parfaitement. Je vais avoir confiance pour vos différents montages entre autre le générateur de fréquence.

Merci et a bientôt.

[Knx86]

J'aimerai savoir si il est possible de remplacer les transistors de sortie par des Mosfet? j'en ai une bonne poignée qui trainent surtout des IRFP250. il faut modifier le schéma ?

[Tropique]

Avec des NMOS, ça va être l'horreur: la tension de drop-out va être catastrophique.

En principe, avec des PMOS ce serait jouable, bien qu'à surface égale leur Rdson soit deux à trois fois plus mauvaise et qu'il y ait beaucoup moins de choix qu'en N.
Il suffit de remplacer le composite de sortie BD140 + 2N3055 par le PMOS, en mettant de préférence une zener de protection de gate et une résistance en gate-stopper.
Cela n'a jamais été testé en pratique, il faudrait donc expérimenter et corriger éventuellement les compensations, bien que je pense que cela puisse fonctionner tel quel, la transconductance du MOS étant plus faible que celle des Bjt

[Knx86]

Effectivement je viens de me rendre compte que sur la gate il faudra avoir une tension de 4 a 8v plus élevée que la sortie, juste? j'y avais pas pensé tout de suite et comme je n'ai pas de PMOS, je laisse tomber

je compte réaliser une version 50V double avec tracking, j'ai a ma disposition un transfo de 500VA avec 2 sorties séparée de 40VAC et 6.25A chacune. combien puis-je espérer d'A en sortie? j'avais prévu 3A.

je vais employer des 2N3055 ou éventuellement des TIP35C suivant les dissipateurs que j'aurai a disposition. j'avais prévu 3 transistor par alim pour une version 3A. suffisant?

[Tropique]

je compte réaliser une version 50V double avec tracking, j'ai a ma disposition un transfo de 500VA avec 2 sorties séparée de 40VAC et 6.25A chacune. combien puis-je espérer d'A en sortie? j'avais prévu 3A.

Oui, 3 ou 3.5A est raisonnable

je vais employer des 2N3055 ou éventuellement des TIP35C suivant les dissipateurs que j'aurai a disposition. j'avais prévu 3 transistor par alim pour une version 3A. suffisant?

C'est le minimum suffisant pour une utilisation normale, càd que la sortie ne restera pas en court-circuit au courant max pendant plus de quelques minutes d'affilée, au maximum une grosse dizaine de minutes.

Si tu veux employer cette alim pour des tests particuliers longue durée, test de contacts, d'alliages à mémoire de forme, etc, il faudra que les transistors puissent dissiper en permanence ~150W, 50W l'unité, là il faudrait des radiateurs très conséquents.

Avec un bon contact thermique, il est possible d'employer des radiateurs relativement modestes tout en restant sous les 200°C Tj, mais ce n'est pas une très bonne idée de travailler au limites, et le radiateur lui-même va monter à près de 150°C, de quoi littéralement frire des aliments.
Ce n'est pas très sécurisant, et en plus il faudra que le nécéssaire de montage résiste à ces températures, de même que le boitier.
Pour un appareil de labo, il vaut mieux être plus conservatif, et si tu veux aller aux limites en permanence il vaut mieux mettre un ou deux transistors supplémentaires.

[biduleur34]

Bonjour,
je me lance à mon tour dans la construction de cette alimentation.
Mes connaissance en électronique sont limité, j'aurai surement besoin de votre aide.
Je souhaite partir d'un transfo 2x30V 400Va pour faire une alim double 2x30V 5A, vu le boitier que je dispose je pense metre 4x3055 par alim , les 5A ne seront utilisé qu' exceptionnellement sur de courte durée.
niveau option:
tracking et 4 eme 324 utilisé pour ampli 1A/V

++

Léo

[pilatomic]

Bonjour,
je songe moi aussi à me lancer dans l'aventure, et je souhaiterais pouvoir afficher les consignes et les valeurs simultanées. Pour cela, j'ai besoin de 4 AOPs supplémentaires. Pensez-vous que l'alim auxiliaire soit capable d'alimenter un second LM324 (les sorties de celui-ci ne débiteraient pratiquement aucun courant) ?

[invitea53983ee]

Bonjour,

Mon PS est termine, sauf quelques affaires mecanique. Tout marche comme il faut, cad presque. Le reglage courrant et voltage, inclus la commutation du transfo, sont d`accord. reste une probleme : dans le cas d`une court courrant directement aux bornes, le courrant n`est pas regler et peut etre plus de 18 A ! Dependant de la position du potis A et V, le PS est en oscillation. Je ne suit pas sur, mais je pense c`est une probleme de la methode de generation du voltage pour le LM324. Quand la tension, a cause du court courrant, dimine de quelque volts, le circuit ne fonctinne plus, le courant va a zero et le circuit fonctionne . etc, etc. Peut etre il est mieux de user une source independiente pour la circuit de reglage. Anyway, une photo du CI de la circuit et une lay-out du CICIMG0321.JPGRegulator.JPG

[invitea53983ee]

Pour completer, le schema utilise

[Tropique]

reste une probleme : dans le cas d`une court courrant directement aux bornes, le courrant n`est pas regler et peut etre plus de 18 A ! Dependant de la position du potis A et V, le PS est en oscillation.

Quelques remarques:
-La stabilité est garantie avec un transistor simple pour Q9. Si on le remplace par un darlington, cela équivaut à ajouter le gain d'un transistor dans la boucle de régulation, il est très possible que ça devienne instable. Cette situation n'a pas été testée (pas par moi en tous cas). Il faudra peut-être modifier les composants de compensation en fréquence, ou même en ajouter.
-La valeur de R21 est beaucoup trop élevée. La façon de la calculer en fonction de la tension d'alim a été donnée dans le dimensionnement. Normalement, la valeur devrait être très proche (un peu plus faible) que la valeur donnée dans l'exemple 0-50V/0-2A.
-La commande du relais va causer des soucis; la tension qui est monitorée est la tension de consigne, pas la valeur de sortie. En cas de court-circuit, si la tension est réglée au-dessus du seuil, il n'y aura pas de réduction de la dissipation. En soi, ce n'est pas particulièrement un problème, c'est une question de philosophie de contrôle (moi je ne ferais pas ainsi), mais par contre l'hystérésis introduit par R7 va remonter dans la consigne de tension et la perturber, et ça c'est un vrai problème.

Je ne suit pas sur, mais je pense c`est une probleme de la methode de generation du voltage pour le LM324. Quand la tension, a cause du court courrant, dimine de quelque volts, le circuit ne fonctinne plus, le courant va a zero et le circuit fonctionne . etc, etc.

Avec R21 qui a une valeur beaucoup trop élevée, il est certain qu'il va y avoir des problèmes de ce côté.

Peut etre il est mieux de user une source independiente pour la circuit de reglage.

On peut faire un test en alimentant avec une source de 12V externe et voir si les problèmes disparaissent.

[invitea53983ee]

Bonjour,

Le valeur du R21 est une erreur de ma part. J`ai envoie le scheme avec R21 de 100k, c`etait pour simuler la perte du allimentation du reglage, parceque Circuitmaker 2000 ne peut faire de simulations dynamique. Dans la circuit reele R21 est 4K7 comme il faut. (voir le foto) Dans mes experiments j`ai trouve que la disconnection du allimentation du chauffage de LM399 eleve le probleme !. auqune idee !

merci pour votre commentaire.

[invitea53983ee]

Bonjour,

La probleme d`oscillation ne se leve pas totale par ammener la connection du chauffage. Introduire un C de 100n entre l`entree - du U2A et la connection de C6 et R24 fait le truc, mais je ne suis pas sur que ca cest la solution absolue. La PS est maintenant stabile en tout situations. Dans une test j`ai ammener C6 et R24 et les remplacer avec une seule C de 100nF entre le output et l`entre negative du U2A. stabilite totale.
J`especte la LM399 a une malfunction.
A part du commutation, je ne suit pas votre opinion, mais en tout cas, la dissipation et 450W maximale et le PS est stable. Quand je vais commandes le relais du commutation par le Vout, il y a une probleme autour de 45V. Si je commande 90V, et a cause du ballast Vout joute au moins de de 45V, le relais se declenche et Imax sera 10A. Dans mon situation Imax reste a 5A.
J`ai teste tout ca et le PS fonctione comme un petite sol, comme on dit en Hollande.
Je vais changer le CI et je revient avec les resultats.

regards.

[Tropique]

Bonjour,

La probleme d`oscillation ne se leve pas totale par ammener la connection du chauffage. Introduire un C de 100n entre l`entree - du U2A et la connection de C6 et R24 fait le truc, mais je ne suis pas sur que ca cest la solution absolue. La PS est maintenant stabile en tout situations. Dans une test j`ai ammener C6 et R24 et les remplacer avec une seule C de 100nF entre le output et l`entre negative du U2A. stabilite totale.

C'est un peu bizarre: j'aurais plutot essayé de travailler autour de Q9, qui est la source du problème, mais si ça fonctionne ainsi, tant mieux

J`especte la LM399 a une malfunction.

Bizarre aussi: je ne ne vois pas le rapport entre cette fonction et le problème qu'elle cause, sauf s'il y a eu quelque part une erreur dans les connections, ou masses qui n'a pas été détectée. Je vérifierais si le circuit physique correspond bien au schéma théorique.
Il se peut également que le courant de chauffage passe par une masse et cause un petit offset à un autre endroit du circuit

Quand je vais commandes le relais du commutation par le Vout, il y a une probleme autour de 45V. Si je commande 90V, et a cause du ballast Vout joute au moins de de 45V, le relais se declenche et Imax sera 10A.

Je n'ai pas très bien compris, mais je pense que c'est une question de tension de tension inadaptée

J`ai teste tout ca et le PS fonctione comme un petite sol, comme on dit en Hollande.

C'est le principal

[invite87208468]

Bonjour à tous !

Tropique vu que vous avez proposez un schéma "d'alim à la carte", je l'ai quelque peu modifiée pour l'adapter à mes besoins et à mon stock. Mais avant de passer à la réalisation, j'aurais aimé avoir quelques critiques constructives pour la réalisation d'un alimentation 48V-7A max.

Vous trouverez en pièces jointes le schéma complet PDF et une image jpeg de ce schéma avec les fonctions principales en couleur.

***** Pour le schéma :

- J'ai repris la boucle principale de régulation tension/courant avec 2 AOPs (ici U3 et U5)
- J'ai modifié la mesure de la tension de sortie. J'ai ajouté un suiveur U1 suivi d'un montage soustracteur U2 ce qui permet d'avoir en sortie une tension mesurée référencée à la masse.
- Aussi, j'ai modifié la mesure du courant qui permet de mettre un shunt de plus faible valeur. La tension provenant du shunt est alors multiplié par un AOP U4.

Tout ceci pour inclure un dac U10 qui permet de gérer les tensions de consigne (tension/courant) via un µC. De plus, la lecture de la tension de sortie et du courant dans la charge est aussi faite par un adc U9 géré par le même µC. Le décalage introduit par les tolérances des composants sera ajusté via µC. Les consignes et mesures seront échelonné entre 0V et ~4,5V.

- Le bouton stand-by est remplacé par un opto-coupleur afin de ne pas venir injecter des parasites dans la régulation.


****** Pour l'image en pièce jointe :

- En orange le + redressé et filtrée du transformateur
- En rouge le 12V : AOPs
- En rose le 5V : adc et dac
- En vert le 0V
- En jaune les compensations en fréquence


***** Divers :

- Le transistor composite est déporté sur un radiateur externe : 5x 2N3055 et 1x PNP TO-3 (non défini encore).
- Je pense aussi monté hors de la carte : la diode de protection d'inversion de sens, le condensateur de sortie de 1uF, la protection constitué de D5-C9-R25 sur le schéma original, fusible.
- Utilisé un filtrage en PI (C-R-C) pour l'alimentation afin de limiter l'appel de courant lors de l'allumage. Je n'ai pas encore simulé pour voir s'il y a un réel intérêt. J'utiliserai un transfo torique d'une 2*41V – 630VA.
- Protection en température via µC.

*****

Le schéma est plus fourni, en terme de composant, que celui d'origine mais comme c'est pour usage personnel, je ne suis pas à 1 ou 2 CI de plus tant que c'est « justifié » et que les CI restent abordables.

Merci de votre lecture, merci Tropique & bonne électronisation.

[Tropique]

Je pense qu'il serait possible de simplifier sensiblement le schéma en mettant la masse côté sortie du shunt.
Les deux tensions de consigne y seraient référencées et pour le courant la comparaison se ferait avec un soustracteur passif, puisque la valeur mesurée serait négative, et la consigne positive.

Eventuellement, comme tu veux amplifier la tension de shunt, tu pourrais en profiter pour l'inverser et garder le principe actuel.
En tous les cas, mettre la masse à droite semble avantageux

[invite87208468]

Salut à tous,

oui, je suis totalement d'accord avec toi que si on met le 0V à droite du shunt, on simplifie les choses au niveau de la régulation de la tension. Mais ce que je ne comprends pas, c'est comment on "arrange" la régulation du courant puisque la mesure du courant va être négative ?
Tu parles de soustracteur passif...est-ce que tu peux me donner un exemple ou une piste à creuser ? résistances ? parce que là, je suis perdu...

J'ai pensé à une piste et j'aimerais avoir ton avis :On prend des AOPs en boitier simple (DIP8).
-> N'aurait-il pas un moyen de séparer les 0V, c'est à dire qu'on référence l'aop "tension" à droite du shunt et l'aop "courant" à gauche du shunt. Ainsi, on séparerait les fonctions et leur 0V. Mais il reste toujours le problème de la consigne du courant qui sera référencé à droite du shunt...


A bientôt


PS: J'avais pensé à multiplier la mesure du courant d'une part pour diminuer la puissance à dissiper dans la résistance de shunt et d'une autre part, permettre d'augmenter le niveau de tension afin qu'il soit comparable avec celui du niveau de la consigne (DAC).

[invite87208468]

Voici un schéma qui met en oeuvre mon idée précédente et qui tient compte des remarques de Tropique

- GND est le 0V à la gauche du shunt
- AGND est le 0V à la droite du shunt

Au AGND, on a :
- Les consignes
- La régulation tension

Au GND, on a:
- l'amplification de le mesure de courant (inverseur)
- La soustraction du shunt à la consigne de courant (gain 1)
- La régulation courant

Pour la lecture de la tension, il n'y a pas de soucis mais pour la lecture du courant je me suis pris après l'amplificateur inverseur afin que le ADC ne reçoive pas de tension négative...

J'utilise 4 AOPs ce qui encore raisonnable, mais le double de la version minimale...

Carte Régulation.pdf

A+

[Tropique]

Pour la tension OK, pour le courant, si on emploie un shunt amplifié on peut comparer la consigne (positive) à une tension acquise positive. On en revient au circuit initial, excepté l'ampli de shunt.
Les retours d'alim peuvent (doivent?) continuer à se faire à gauche du shunt: éviter de mesurer des courants parasites et augmenter la marge de common-mode des AOP:

[invite87208468]

Ok c'est noté, j'ai mis tous les retours d'alim des AOPs à gauche du shunt.

Mais ce qui m'intrigue, c'est que si la consigne est référencée à droite du shunt alors selon le courant qui traverse le shunt, cette consigne va se décaler (proportionnellement à I) par rapport à la mesure du courant qui est référencée à gauche du shunt... On a :
U consigne courant = U sortie DAC + I*R9

Donc pour moi, je ne vois qu'un montage soustracteur sur la consigne du courant pour supprimer ce décalage, est-ce qu'un esprit avisé peut-il me le confirmer ou me l'infirmer ?

[Tropique]

Mais ce qui m'intrigue, c'est que si la consigne est référencée à droite du shunt alors selon le courant qui traverse le shunt, cette consigne va se décaler (proportionnellement à I) par rapport à la mesure du courant qui est référencée à gauche du shunt... On a :
U consigne courant = U sortie DAC + I*R9

Donc pour moi, je ne vois qu'un montage soustracteur sur la consigne du courant pour supprimer ce décalage, est-ce qu'un esprit avisé peut-il me le confirmer ou me l'infirmer ?

A la sortie de U1, on a une tension image (éventuellement amplifiée) de celle du shunt, référencée à la masse de droite et positive. Point. L'entrée + de l'AOP fait une "barrière" entre les deux côtés, si tu as un doute imagine que tu as 1 volt qui apparait aux bornes du shunt, et suis ce qu'il devient.

[invitea53983ee]

Bonjour,

Je me refere au situation tracking.
En tout cas, je ne comprend pas comme ca fonctionne. Je l`ai esseyé dans la simulation. Ca ne marche pas. Le v-out du ps positive est 15v maximale et va a zero quand le ps negative est plus de 7v. Je vais l`essayer en reèle avec le ps positive qui est pret et une ps auxiliare pour la ps negative, mais je n`ai pas de bien espoir.
A la problem du oscillation: est il possible que l`usage du poti 10 tours, avec probablement une induction substantielle, cause la probleme ? En tout cas, je vaisessayer de changer RV2 pour une poti cermet pour confirmer.
En moment je suis occupé de modifier leCI selon la schema attaché

[Tropique]

Bonjour,

Je me refere au situation tracking.
En tout cas, je ne comprend pas comme ca fonctionne. Je l`ai esseyé dans la simulation. Ca ne marche pas.

C'est assez facile à comprendre: les régulateurs peuvent être considérés comme des amplis opérationnels.
On a d'abord le cas ou les deux alims fonctionnent de façon complètement séparées, le tracking n'est pas connecté:

PSUtrk1.png

Si on connecte le tracking et qu'on met la consigne du positif à zéro, on retrouve la même situation: ici, le régulateur positif est controlé par son entrée (-):

PSUtrk2.png

Si V1 n'est pas à zéro, on ajoutera un offset à la tension positive.

Pour que cela fonctionne, il faut faire attention aux connections des masses et alimentations, aussi bien pour la puissance que pour les amplis op.
Mais si tout est fait correctement, ça doit fonctionner

Le v-out du ps positive est 15v maximale et va a zero quand le ps negative est plus de 7v. Je vais l`essayer en reèle avec le ps positive qui est pret et une ps auxiliare pour la ps negative, mais je n`ai pas de bien espoir.

Une alim séparée connectée juste par la 33K doit permettre de voir le fonctionnement du tracking.

A la problem du oscillation: est il possible que l`usage du poti 10 tours, avec probablement une induction substantielle, cause la probleme ?

Je ne crois pas: c'est vrai que ces potentiomètres ont une inductance, mais comme il y a des condensateurs elle ne devrait pas avoir d'effet.
C'est plutot un problème de structure: si un étage a été rajouté, cela modifie les paramètres de stabilité de la boucle, et il faut certainement adapter des compensations

[roro04]

Bonjour Tropique !



D'abord je tiens à te féliciter pour cette alimentation qui a intéressé bien des bricoleurs qui souhaitaient une alimentation pas cher, fiable et complètement adaptable !

Je viens poster ici car j'ai moi même franchi et pas et décidé de réaliser cette alimentation. J'aurai besoin de ton aide pour les dimensionnements. Pour ma part je souhaite une alimentation symétrique +/- 30V 25A.

Pour cela je compte faire une commutation des enroulements car vu la puissance il faudrait des ballasts énormes. Je compte procéder avec un assemblage de 4 transformateurs :
- 1 transformateur de 400VA 15V
- 3 transformateurs 200VA 2*6V

Les transformateurs :
Je souhaite faire un mélange série/dérivation. Un schéma commenté vaudra beaucoup mieux qu'un paragraphe !



Voilà le principe :
- Alim 1 :
• Soit 15V (TR4)
• Soit 21V (TR4 + TR3(1)) grâce au relais A
• Soit 27V (TR4 + TR3(1+2)) grâce aux relais A et B
• TR3 étant moins puissant que TR4, si je souhaite 21 ou 27 V avec une puissance conséquente, je sacrifie l'alimentation symétrique et je connecte TR2(1) et/ou TR2(1+2) en parallèle sur TR3. Pour cela je commande manuellement les relais E et F avec un interrupteur.
- Alim 2 (partie symétrique) :
• Soit 12V (TR2)
• Soit 18V (TR2 + TR1(1)) grâce au relais C
• Soit 24V (TR2 + TR1(1+2)) grâce aux relais C et D.

J'espère que jusque là c'est compréhensible.

• Alimentation des AOP :
Les trois transformateurs identiques possèdent chacun une sortie 18 V. Je compte donc redresser ce 18 V afin d'alimenter un LM317 pour obtenir le 12 V nécessaire aux AOP. Je ferai donc une alimentation 12 V pour l'alimentation positive, et une alimentation 12 V pour l'alimentation négative de façon à bien séparer les deux alimentations.

→ Est-ce une bonne idée ? Du coup je peux supprimer U1B, R10, R11 et R12 ?

• Dimensionnement des composants :
- Tension de sortie max :
R17=R16*(Vout/Vref-1)
R17=4700*(30/6.2-1)
R17=18k

→ Est-ce que je peux remplacer cette résistance par un potentiomètre de précision afin de régler pile poil la bonne tension ? Si oui comment le câbler ?

- R7 :
Pas besoin étant donné que les AOP sont alimentés par le LM317.

- C6, si on prend 2000uf / A :
C6=2000*25
C6=50 000uf

:-O C'est énorme ! Est-ce vraiment utile de mettre une aussi grosse capacité ? Je suppose que oui mais bon...

- R8 :
Je peux prendre 680ohms ? Ce qui correspond à 28A max en sortie ?

- R9 : "0.5V à courant de sortie max"
R=U/I
R=0.5/25
R=0.02 ohms

Quelle est la meilleure façon de réaliser cette résistance ? Plusieurs résistances de puissance en // ?

- Transistors de sortie : "1/3 de la puissance max du transistor"
Je compte utiliser des 2N3055 comme dans l'exemple soit 115 W au maximum admissible par transistor.
1/3 de 115 W → 40 W

Sachant qu'avec la commutation des enroulements j'aurai au plus 6 V AC soit 9 V DC à dissiper sous 25 A, ça nous donne :
P=U*I
P=9*25
P=225 Watt
→ 225/40=6

Il me faudra donc 6 transistors 2N3055 pour un fonctionnement optimal. Sachant qu'avec 5 ça passe aussi, surtout que je compte ventiler l'alimentation.

- Résistances d'équilibrage : "0.5 V de chute de tension dans chaque résistance"
Donc 25 A répartis sur 6 transistors : 4 A par transistor.

R=U/I
R=0.5/4
R=0.125 ohms

→ Comment bobiner cette résistance ? Sinon puis-je utiliser des résistances de 0.1ohms ?

- Q5 : "Doit fournir un courant de base suffisant aux transistors Q1 à Qn"
→ Le BD140 suffit-il ?


- Q3 : "Même remarque pour Q3"
→ Le BC546 convient-il ?

- R5 : "R5 peut être dimensionnée de façon à réduire sa dissipation"
→ C'est à dire ? Je peux laisser 470 ohms ?

==========

→ Y a t-il quelque chose d'autre à modifier ?

• Thermal shutdown :
Pour protéger les transformateurs et les transistors d'une surchauffe, je veux équiper l'alimentation avec deux thermal shutdown :
- Un sur le dissipateur des transistors de sortie
- Un sur un transformateur

En revanche j'ai beau regarder les schémas proposés avant, je ne comprends pas le fonctionnement. Peux-tu me proposer un schéma clair avec réglage de la température de coupure par potentiomètre ?

Merci d'avance

• Commutation des enroulements :
J'aimerai bien que la commutation des enroulements en série se fasse automatiquement. J'ai donc pensé à un AOP en comparateur (avec un petite hystérésis ?) qui compare la tension de sortie de l'alimentation avec une référence ?

- Pour l'alim 1, il faut donc une commutation à 15*1.41-3=18V en gros avec les pertes, et une à 21*1.41-3=26V.
- Pour l'alim 2, il faut une commutation à 12*1.41-3=14V et une à 18*1.41-3=22V.

Le top comme avec le thermal shutdown ça serait un réglage via potentiomètre comme ça réglable à 100%.

• Ampèremètre :
Pour mesurer le courant débité par l'alimentation je souhaite utiliser un AOP comme dans le schéma d'origine à 1 A/volt. Mais vu que mon AOP est alimenté en 12V... Il ne pourra pas me sortir 25 V pour un courant de 25 A...

En restant à 1 A/Volt, est-ce que si j'alimente mon AOP directement avec l'alim auxiliaire redressée (26.7 V) ça va fonctionner ? Si oui as-tu un schéma qui correspond à la valeur de mon shunt ?

• Partie négative de l'alimentation :
Pour la partie négative de l'alimentation tu parles d'inverser le sexe de tous les transistors (donc placer des PNP sur la branche "Négative" de l'alimentation). Mais si je ne souhaite pas faire de tracking, c'est à dire un potentiomètre pour chaque branche (positive et négative), je peux réaliser exactement le même schéma que dans l'alimentation positive ?

Je relie donc le "+" de l'alimentation négative sur le point commun et le "-" de l'alimentation négative sur "-30V" ?

Un grand merci à toi d'avance !

Bonne journée,
A bientôt.

[Antoane]

Bonjour,

Tropique a provisoirement quitté le forum ; d'autre pourront tenter de répondre à tes questions -- je m'y essaye.

Pour cela je compte faire une commutation des enroulements car vu la puissance il faudrait des ballasts énormes. Je compte procéder avec un assemblage de 4 transformateurs :
- 1 transformateur de 400VA 15V
- 3 transformateurs 200VA 2*6V

Les transformateurs :
Je souhaite faire un mélange série/dérivation. Un schéma commenté vaudra beaucoup mieux qu'un paragraphe !

Pièce jointe 259966

Voilà le principe :
- Alim 1 :
• Soit 15V (TR4)
• Soit 21V (TR4 + TR3(1)) grâce au relais A

• Soit 27V (TR4 + TR3(1+2)) grâce aux relais A et B
• TR3 étant moins puissant que TR4, si je souhaite 21 ou 27 V avec une puissance conséquente, je sacrifie l'alimentation symétrique et je connecte TR2(1) et/ou TR2(1+2) en parallèle sur TR3. Pour cela je commande manuellement les relais E et F avec un interrupteur.
- Alim 2 (partie symétrique) :
• Soit 12V (TR2)
• Soit 18V (TR2 + TR1(1)) grâce au relais C
• Soit 24V (TR2 + TR1(1+2)) grâce aux relais C et D.

J'espère que jusque là c'est compréhensible.

On ne peut mettre en parallèle que les enroulements strictement identiques : si l'un des enroulements a une tension un peu plus élevée que l'autre, il va débiter dedans. Pour éviter cela, on ne met en parallèle que les enroulements que l'on sait identiques car appartenant à un même transfo. Par exemple les deux enroulements 6V de tes transfos 2*6V.

Ton transfo 15V-400VA peut sortir ~27A. Ceci ne signifie pas que ton alimentation de labo pourra sortie 27A en courant continu, et ce à cause de la conversion AC/DC. Deux effets sont conjugués :
- la conversion AC/DC en elle-même : ton transfo est capable de sortir 400VA, donc 27A sous 15Vrms ; mais après redressement, tu as ~22Vdc. Or, 400W sous 22V, c'est loin de 27A ;
- le courant absorbé par un redresseur à diodes n'est pas sinusoïdal mais constitués de pointes séparées de 10ms. Je ne sais pas comment le prendre en compte ; ici : http://forums.futura-sciences.com/el...ymetrique.html zenertransil conseillait de se limiter à une puissance (en W) en sortie du redresseur de l'ordre de la moitié de la puissance (en VA) du transfo, donc ici : 200W, soit une dizaine d'ampères sous 2V

• Alimentation des AOP :
Les trois transformateurs identiques possèdent chacun une sortie 18 V. Je compte donc redresser ce 18 V afin d'alimenter un LM317 pour obtenir le 12 V nécessaire aux AOP. Je ferai donc une alimentation 12 V pour l'alimentation positive, et une alimentation 12 V pour l'alimentation négative de façon à bien séparer les deux alimentations.

→ Est-ce une bonne idée ? Du coup je peux supprimer U1B, R10, R11 et R12 ?

Attention aux problèmes de masse : il faut que ce 12V soit référencé au 0V de l'alim.
Un 7812 ou LM317 peut faire l'affaire dont la broche de masse est reliée au 0V de sortie.

• Dimensionnement des composants :
- Tension de sortie max :
R17=R16*(Vout/Vref-1)
R17=4700*(30/6.2-1)
R17=18k

→ Est-ce que je peux remplacer cette résistance par un potentiomètre de précision afin de régler pile poil la bonne tension ? Si oui comment le câbler ?

As-tu vraiment besoin de définir précisément la tension de sortie max ?
Pour des raisons de stabilité, il est déconseillé d'utiliser ici une résistance variable.

- C6, si on prend 2000uf / A :
C6=2000*25
C6=50 000uf

:-O C'est énorme ! Est-ce vraiment utile de mettre une aussi grosse capacité ? Je suppose que oui mais bon...

2000µF/A est une règle simple, à utiliser quand on ne veut pas se fatiguer. Ici, plus la valeur sera grande plus la régulation sera propre et plus l'excursion de la tension de sortie sera élevée. La tension de sortie max est égale à sqrt(2) fois la tension de sortie rms des transfo moins :
- la tension perdue dans le pont de diodes (2*Vf~1,4V) ;
- l'ondulation de la tension due au filtrage non idéal (pas infini) ;
- le drop-out minimal du régulateur, c'est à dire la tension minimale pouvant être perdue dans le transistor (1,7V en l'absence de D1).

Tu as donc une variables de contrôle à définir en fonction de la tension des transfos et la tension max que tu veux avoir en sortie.
L'ondulation peut approximativement s'exprimer par :

avec f=50Hz, Iout le courant de sortie de l'alim et C la capa de filtrage.

Sachant qu'en utilisant des diodes Schottky à la place de diodes au silicium dans le pont redresseur, tu gagnes ~1V dans le pont de diodes.

- R9 :

Quelle est la meilleure façon de réaliser cette résistance ? Plusieurs résistances de puissance en // ?

Par exemple.
J'aurais tendance à conseiller d'éviter les résistances bobinées (forte inductance parasite), mais ca n'a pas l'air de géner Tropique, je doit avoir raté un passage... Mieux vaut à mon avis éviter les résistances à couche carbone (faible stabilité thermique).
On trouve également en vente des résistances prévues pour cette application, ce sont des shunts de mesure de courant. Mais ça peut être cher...

- Q5 : "Doit fournir un courant de base suffisant aux transistors Q1 à Qn"
→ Le BD140 suffit-il ?

Il faut que le courant de collecteur de Q5 soit soit supérieur (avec la marge idoine) au courant max de sortie divisé par le gain de Q1 à Qn.

- Q3 : "Même remarque pour Q3"
→ Le BC546 convient-il ?

Peu importe sa référence, il faut que son courant de collecteur soit supérieur à Vin_max/(R8+R5) et sa tension Vce_max supérieure à la tension d'alim max de l'étage de puissance.

- R5 : "R5 peut être dimensionnée de façon à réduire sa dissipation"
→ C'est à dire ? Je peux laisser 470 ohms ?

Il faut que R5<(Vin_max - Valim_AOP) / Ib_Q5, avec Ib_Q5 le courant de base de Q5, égal au courant nominal de l'alim divisé par ~200 (le gain de Q5 divisé par le gain de Q1 à Qn, avec de la marge)

→ Y a t-il quelque chose d'autre à modifier ?

Je ne sais pas ; tu verras après les premières explosions.

• Thermal shutdown :
Pour protéger les transformateurs et les transistors d'une surchauffe, je veux équiper l'alimentation avec deux thermal shutdown :
- Un sur le dissipateur des transistors de sortie
- Un sur un transformateur

En revanche j'ai beau regarder les schémas proposés avant, je ne comprends pas le fonctionnement. Peux-tu me proposer un schéma clair avec réglage de la température de coupure par potentiomètre ?

Un Thermal shutdown, c'est :
- un capteur : un truc qui convertie une température en tension (thermistance, diode, transistor, JFET, AOP.... en fait, un peu n'importe quoi) ;
- une température de référence : une tension de référence, par exemple générée à partir d'une tension connue avec un pont diviseur ;
- un comparateur ;
- une interface entre la sortie du comparateur et le circuit de l'alim.

• Commutation des enroulements :
J'aimerai bien que la commutation des enroulements en série se fasse automatiquement. J'ai donc pensé à un AOP en comparateur (avec un petite hystérésis ?) qui compare la tension de sortie de l'alimentation avec une référence ?

Oui.

• Ampèremètre :
Pour mesurer le courant débité par l'alimentation je souhaite utiliser un AOP comme dans le schéma d'origine à 1 A/volt. Mais vu que mon AOP est alimenté en 12V... Il ne pourra pas me sortir 25 V pour un courant de 25 A...

En restant à 1 A/Volt, est-ce que si j'alimente mon AOP directement avec l'alim auxiliaire redressée (26.7 V) ça va fonctionner ? Si oui as-tu un schéma qui correspond à la valeur de mon shunt ?

Oui, il faut un montage amplificateur amplifiant la tension aux bornes de R9. Si tu veux un gain G (en V/A), il faut utiliser un AOP présentant un gain de G/R9.

• Partie négative de l'alimentation :
Pour la partie négative de l'alimentation tu parles d'inverser le sexe de tous les transistors (donc placer des PNP sur la branche "Négative" de l'alimentation). Mais si je ne souhaite pas faire de tracking, c'est à dire un potentiomètre pour chaque branche (positive et négative), je peux réaliser exactement le même schéma que dans l'alimentation positive ?

Je relie donc le "+" de l'alimentation négative sur le point commun et le "-" de l'alimentation négative sur "-30V" ?

Oui, mais il faut qu'il n'y ai absolument aucune autre liaison entre les circuit (alimentation des AOP, isolement des radiateurs...).

[roro04]

Bonsoir !

Merci d'avoir consacré de votre temps pour répondre à mes nombreuses questions. Je vais donc reprendre tous mes calculs avec les informations précieuses que vous m'avez communiqué.

Je vous tiens au jus d'ici la fin de semaine.

Encore merci,
Bonne soirée,
Romain.