Alimentation de Labo: un design de référence

[roro04]

Bonsoir,

Tropique avait il me semble parlé d'ajouter un autre pnp en plus de Q5 afin d'accroitre le gain de l'étage se puissance. Ça serait peut-être un bon compromis entre une solution simple à mettre en oeuvre et une certitude du résultat. Dans ce cas on peut revoir à la hausse les valeurs de R5 et R8 pour protéger la sortie de U1:A ? Qu'en penses-tu ?

En revanche je ne sais pas trop comment "cascade" deux pnp pour multiplier leurs gains.

Sinon est-ce que le fait d'avoir plusieurs tip3055 en parallèle modifie le calcul à faire pour calculer r8 et r5 ?

Merci,
Bonne soirée
-----

[Antoane]

Bonsoir,

Tropique avait il me semble parlé d'ajouter un autre pnp en plus de Q5 afin d'accroitre le gain de l'étage se puissance. Ça serait peut-être un bon compromis entre une solution simple à mettre en oeuvre et une certitude du résultat. Dans ce cas on peut revoir à la hausse les valeurs de R5 et R8 pour protéger la sortie de U1:A ? Qu'en penses-tu ?

En revanche je ne sais pas trop comment "cascade" deux pnp pour multiplier leurs gains.

En post 7, Tropique propose le montage de ma pj prcdte.
des PNP "en cascade" (je n'ai pas retrouvé -- ni même vraiment cherché à vrai dire -- la référence) revient à utiliser un darlington pour Q5. Ca augmente la tension de déchet min de 0.7V.

Sinon est-ce que le fait d'avoir plusieurs tip3055 en parallèle modifie le calcul à faire pour calculer r8 et r5 ?

Non, c'est comme un unique gros NPN.

[roro04]

Bonjour

En post 7, Tropique propose le montage de ma pj prcdte.
des PNP "en cascade" (je n'ai pas retrouvé -- ni même vraiment cherché à vrai dire -- la référence) revient à utiliser un darlington pour Q5. Ca augmente la tension de déchet min de 0.7V.

Ok je laisse donc tomber la solution des pnp en cascade, tension de déchet trop élevée.

Pour la solution du PNP en sortie de U1:A, le câblage doit-être comme dans ta pièce jointe ? Pas de résistance à ajouter ou je ne sais quoi ?
J'ai des BC327 en stock, ça pourrait le faire ? Datasheet ici : http://www.biltek.tubitak.gov.tr/gel...ar/4/BC327.pdf

Merci,
Bonne soirée.

[Antoane]

Bonsoir,

oui.

[roro04]

Parfait

J'ai ajouté le transistor sur le schéma, implantation et typon. C'est en pièce jointe
Du coup avec cette modification, jusqu'à quelle valeur je peux descendre R8 et/ou R5 ?

Merci,
Bonne soirée,
A bientôt.

[Antoane]

Bonsoir,
R8 a au maximum 8V à ses bornes et doit laisser passer le courant de base max de l'étage de puissance => 430Ohm.

Pas de changement pour R5 : (Tension min à ses bornes) = (tension de sortie minimale du transfo) - (tension de sortie max de U1) soit environ 4V (pour le transfo de 15V).
courant = courant de base de l'étage de puissance soit environ 16mA
donc R5=220Ohm.


Les formules pour la puissance dissipée ne changent pas (post 478).
Celle du PNP ajouté est négligeable (16mA et 12V max, et jamais en même temps).


R5 est faible et la puissance dissipée par Q5 est grande en raison de la commutation d'enroulement qui impose une petite R5 (à basse tension d'entrée) et engendre une forte dissipation de Q5 (à forte tension d'entrée).

[roro04]

Ok, je vais donc mettre des résistances de 1W au minimum. Q5 sera sur le dissipateurs des TIP3055 donc pas de souci de ce côté là je pense. Je reçois les composants mercredi. J'essaie de faire mes typons au plus vite pour (enfin) commencer la réalisation

Grand merci à toi
Bonne soirée,
A bientôt.

[Antoane]

Hej,

Toujours avec la nomenclature du schéma du post 1 :

Au temps pour moi : tu as besoin de 40mA de courant de base au max (et non 16mA), il faut donc R8=180Ohm et R5=100Ohm.

R5 est faible et la puissance dissipée par Q5 est grande en raison de la commutation d'enroulement qui impose une petite R5 (à basse tension d'entrée) et engendre une forte dissipation de Q5 (à forte tension d'entrée).

Je parlais dans ce post de Q3 (piloté par U1:C) et non de Q5.
La puissance dissipée par Q3 (piloté par U1:C) est inférieure à 1W. C'est trop pour un bc546 https://www.fairchildsemi.com/datasheets/BC/BC547.pdf, il faut par exemple passer à un BD139 (j'espère que tu en as un en rab ). Le radiateur n'est pas indispensable mais un petit qqch serait appréciable : tu peux par exemple prévoir de visser une petite plque d'alu sur la semelle du composant ou de visser le transistor sur le PCB, utilisant le plan de masse (et éventuellement un petit morceau d'alu en plus) comme radiateur.

Si tu n'as pas de BD139 (ou autre) en surplus, tu peux tester avec un plus petit transistor (tu ne dissiperas 1W que dans le pire cas), que tu remplaceras après ta prochaine commande de composants.

[roro04]

Bonjour,

Ok, pas de souci j'ai pile poil deux BD139 en rab c'est parfait
Je modifie le typon et le schéma ce soir.

Effectivement l'idée de la plaque d'alu comme dissipateur me plait bien.

Bonne journée,
A bientôt.

[roro04]

Bonsoir,

Bon cette fois je pense que validé Enfin j'espère.
Implantation en pièce jointe

Ce weekend je vais imprimer les typons je pense.

Bonne soirée,
A bientôt.

[Antoane]

Bonjour,
L’empreinte pour le BD139 n'est pas bonne : tu as utilisé un TO-92 alors qu'il faudrait un T0-126 (ou TO-220).
https://www.fairchildsemi.com/datasheets/BD/BD135.pdf
Pense à l'orienter perpendiculairement aux bord de la carte et à prévoir de la place pour le radiateur.

[roro04]

Oups effectivement !
C'est corrigé J'en ai profité pour agrandir légèrement les trous pour les composants et rétrécir ceux des "connexions pour les fils" qui étaient énormes.

Je te tiens au jus.

@+

[roro04]

Bonsoir,

J'ai réalisé les circuits tout à l'heure, le résultat est satisfaisant
Lundi je perce les trous dans le PCB. Je mettrais des photos si ça intéresse quelqu'un.

Bonne soirée,
A bientôt.

[roro04]

Salut !

Le projet avance à grands pas :
- J'ai reçu mes trois transformateurs toriques et j'en ai modifié 2 en les passant de 2*12 V 12.5 A à 2*6 V 25 A. Ce qui me permet de faire les deux alimentations 16 + 6 + 6 V et 12 + 6 + 6 V.
- La carte auxiliaire est finie, à la première mise sous tension RAS, j'ai bien 12 V après le régulateur. Le 6 V de référence est OK, après je n'ai pas d'alimentation variable pour tester la commutation des relais donc je verrai quand la carte principale sera OK.
- La carte principale est presque finie, en revanche j'ai deux soucis.
• Je n'ai pas de condensateur de 330 pF pour C2 mais seulement 200 pF ou 470 pF, est-ce que ça peut le faire ?
• Pour R5 (100 ohms) j'en ai aucun souci. Par contre pour R8 (180 ohms) je n'ai pas ça en stock. J'ai refais le calcul des puissances dissipées et je trouve 0.288 W pour R8. Est-ce que 3 résistances de 560 ohms en parallèle soit 186 omhs ça fonctionnera aussi ? Mon stock de résistances est assez médiocre dans les valeurs basses

Merci à toi,
Bonnes fêtes et bonne soirée,
@+

[Antoane]

Bonsoir,

- La carte auxiliaire est finie, à la première mise sous tension RAS, j'ai bien 12 V après le régulateur. Le 6 V de référence est OK, après je n'ai pas d'alimentation variable pour tester la commutation des relais donc je verrai quand la carte principale sera OK.

Tu peux générer une tension variable avec un potentiomètre, dont tu câble le curseur sur l'entrée de l'AOP monté en suiveur.

- La carte principale est presque finie, en revanche j'ai deux soucis.
• Je n'ai pas de condensateur de 330 pF pour C2 mais seulement 200 pF ou 470 pF, est-ce que ça peut le faire ?

Avec le 470pF, tu risques de ralentir le correcteur, avec le 220pF, tu risques de le rendre instable. Le mieux est donc de tester avec un 470pF, puis, si ça marche, tu pourras tester le 220pF si tu veux

• Pour R5 (100 ohms) j'en ai aucun souci. Par contre pour R8 (180 ohms) je n'ai pas ça en stock. J'ai refais le calcul des puissances dissipées et je trouve 0.288 W pour R8.

Oui.



Et puisqu'on a tous nos problèmes psychologiques :

Par convention, les noms d'unités sont des noms communs qui s'écrivent en minuscules (« kelvin » et non « Kelvin », « ampère » et non « Ampère »), même s'ils dérivent de noms propres de savants ; ces noms d'unités prennent la marque du pluriel (exemple : un volt, deux volts).

Par contre, le symbole commence par une majuscule si le nom dérive de celui d'une personne (exemples : « V » pour volt / Alessandro Volta, « A » pour ampère / André-Marie Ampère, « Pa » pour pascal / Blaise Pascal) ; sinon le symbole commence par une minuscule (exemples : « m » pour mètre, « s » pour seconde).

Dans les unités du système international, seul le degré Celsius, de symbole « °C » ou « C », contient une lettre majuscule. Cependant, la majuscule « L », pour litre, fut adoptée par la Conférence générale des poids et mesures, comme alternative en raison du risque de confusion entre le « l » minuscule et le chiffre « 1 »1.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Unit%C....27unit.C3.A9s

[roro04]

Salut !

- La carte auxiliaire est finie, à la première mise sous tension RAS, j'ai bien 12 V après le régulateur. Le 6 V de référence est OK, après je n'ai pas d'alimentation variable pour tester la commutation des relais donc je verrai quand la carte principale sera OK.

Tu peux générer une tension variable avec un potentiomètre, dont tu câble le curseur sur l'entrée de l'AOP monté en suiveur.

Ok merci J'ai testé la commutation à l'air de bien fonctionner.

- La carte principale est presque finie, en revanche j'ai deux soucis.
• Je n'ai pas de condensateur de 330 pF pour C2 mais seulement 200 pF ou 470 pF, est-ce que ça peut le faire ?

Avec le 470pF, tu risques de ralentir le correcteur, avec le 220pF, tu risques de le rendre instable. Le mieux est donc de tester avec un 470pF, puis, si ça marche, tu pourras tester le 220pF si tu veux

Dac, j'ai mis le 470pF

Et puisqu'on a tous nos problèmes psychologiques :

Par convention, les noms d'unités sont des noms communs qui s'écrivent en minuscules (« kelvin » et non « Kelvin », « ampère » et non « Ampère »), même s'ils dérivent de noms propres de savants ; ces noms d'unités prennent la marque du pluriel (exemple : un volt, deux volts).

Par contre, le symbole commence par une majuscule si le nom dérive de celui d'une personne (exemples : « V » pour volt / Alessandro Volta, « A » pour ampère / André-Marie Ampère, « Pa » pour pascal / Blaise Pascal) ; sinon le symbole commence par une minuscule (exemples : « m » pour mètre, « s » pour seconde).

Dans les unités du système international, seul le degré Celsius, de symbole « °C » ou « C », contient une lettre majuscule. Cependant, la majuscule « L », pour litre, fut adoptée par la Conférence générale des poids et mesures, comme alternative en raison du risque de confusion entre le « l » minuscule et le chiffre « 1 »1.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Unit%C....27unit.C3.A9s

Merci c'est bon à savoir

Je viens de finir le circuit imprimé.
→ Branchement de la carte auxiliaire : OK.
→ Branchement de la carte principale, pas de fumée ouf Par contre j'avais tout le temps 8 volts à la sortie j'avais branché le BD140 à l'envers
→ Je l'ai donc câblé correctement et à vide ça semble fonctionner :
- La tension varie bien suivant le potentiomètre tension quand le potentiomètre courant est au minimum (0 ohm entre masse et curseur).
- En revanche je pense qu'il y a un souci : quand le potentiomètre de courant est au mini, le potentiomètre tension agit bien sur la tension de sortie. Par contre si il n'est pas au minimum le potentiomètre tension n'agit plus sur la tension de sortie, c'est le potentiomètre courant qui fait varier la tension de sortie !

Si le potentiomètre courant est au mini et que je règle la tension à disons 15v, dès que je branche quelque chose à la sortie de l’alimentation (par exemple un afficheur LED qui consomme dans les 5 mA) la tension s'effondre. Il faut que je tourne le potentiomètre courant pour retrouver une tension qui varie quand je tourne le potentiomètre.

Je pense que cela est normal car si le potentiomètre courant est à 0, aucun courant ne peut être débité. Par contre ce qui est anormal c'est que le potentiomètre tension n'agisse plus quand le potentiomètre courant n'est pas à 0.

Merci à toi,
Bonne journée,
@+

[Antoane]

Bonjour,

→ Je l'ai donc câblé correctement et à vide ça semble fonctionner :
- La tension varie bien suivant le potentiomètre tension quand le potentiomètre courant est au minimum (0 ohm entre masse et curseur).
- En revanche je pense qu'il y a un souci : quand le potentiomètre de courant est au mini, le potentiomètre tension agit bien sur la tension de sortie. Par contre si il n'est pas au minimum le potentiomètre tension n'agit plus sur la tension de sortie, c'est le potentiomètre courant qui fait varier la tension de sortie !

Si le potentiomètre courant est au mini et que je règle la tension à disons 15v, dès que je branche quelque chose à la sortie de l’alimentation (par exemple un afficheur LED qui consomme dans les 5 mA) la tension s'effondre. Il faut que je tourne le potentiomètre courant pour retrouver une tension qui varie quand je tourne le potentiomètre.

Je pense que cela est normal car si le potentiomètre courant est à 0, aucun courant ne peut être débité.

oui.

Par contre ce qui est anormal c'est que le potentiomètre tension n'agisse plus quand le potentiomètre courant n'est pas à 0.

Il faut que tu donnes les conditions de tests détaillées parce que dépanner à distance, c'est pas évident...
Donc, avec les conventions du schéma du 1er post de Tropique :
- tension d'alim ;
- tension de sortie mesurée ;
- tension sur le curseur du potentiomètre "tension" ;
- charge (mieux vaut utiliser une résistance) employée ;
- tension sur le curseur du potentiomètre "courant" ;
- tension sur l'émetteur du PNP ajouté en sortie du LM324 U1:A ;
- tension entre les entrées de U1:A ;
- tension entre les entrées de U1:C ;
- problème détaillé.

Mieux vaut faire les essais "loin" du minimum de courant (par exemple à Iout_max / 5 ).

Si tu as un oscillo, tu peux vérifier que rien n'oscille : visualise la tension de sortie des AOP en mode AC, sensibilité maximale.

[Pepito646]

Bonjour à tout le monde,
Je viens de récupérer un transfo 30V x2 avec point milieu. J'ai l'intention de faire 2 alimentations positives avec 2 ponts redresseurs avec, si cela se fait sentir, la possibilité de les réunir pour en faire une alimentation double. Est-ce possible dans cette configuration.
Merci.

[roro04]

Bonsoir

J'ai réalisé les tests demandés, les résultats sont en pièce jointe. Je vais aller voir à l'oscilloscope si il y a quelque chose qui oscille.

Pour les tests je n'ai mis qu'un seul TIP3055 étant donné que la charge est seulement un voltmètre à LED rétroéclairé qui doit consommer dans les 10 mA. Est-ce qu'il y a un rapport avec les problèmes que je rencontre ? Je n'ai pas mis la diode de protection D1 et la diode D3.

Je vais également essayer de charge l'alim un peu plus pour voir.

Merci
Bonne soirée,
@+

[roro04]

Autre détail, quand la charge est branchée, si je tourne le potentiomètre courant pour avoir une tension de curseur inférieure ou égale à environ 0.15 V, le potentiomètre de tension agit correctement sur la tension de sortie. Mis à part que la tension de sortie minimum est de 3.7 V (potentiomètre courant à 0.15 V).

Cette tension de sortie minimum baisse si la tension de curseur du potentiomètre courant s'approche de 0 V.

En revanche dès que la tension au curseur du potentiomètre courant dépasse environ 0.15 V, le potentiomètre tension n'agit plus sur la tension de sortie...

Demain je te fais une vidéo du montage et des tests afin que tu puisses comprendre plus précisément ce qui se passe. Des images valent bien mieux que des lignes de texte !

Merci et bonne soirée

[Antoane]

Bonjour,

Je viens de récupérer un transfo 30V x2 avec point milieu. J'ai l'intention de faire 2 alimentations positives avec 2 ponts redresseurs avec, si cela se fait sentir, la possibilité de les réunir pour en faire une alimentation double. Est-ce possible dans cette configuration.

Deux petites questions :
- Alimentation double = alimentation symétrique ?
- Quelle est la puissance de ton transfo ? tu as 6 fils en sortie ?

[Antoane]

Bonjour,

J'ai réalisé les tests demandés, les résultats sont en pièce jointe. Je vais aller voir à l'oscilloscope si il y a quelque chose qui oscille.

Pour les tests je n'ai mis qu'un seul TIP3055 étant donné que la charge est seulement un voltmètre à LED rétroéclairé qui doit consommer dans les 10 mA. Est-ce qu'il y a un rapport avec les problèmes que je rencontre ? Je n'ai pas mis la diode de protection D1 et la diode D3.

Ca ne devrait pas jouer.

Joli tableau.
La première colonne est bien.
La seconde aussi, U1:A fonctionne est mode saturé car on est en régulation courant.
La quatrième pose, évidement, problème. Les mesures sont cohérentes entre elles, il ne doit pas y avoir d'erreur dans la réalisation du circuit. Tu peux essayer de retirer le PNP ajouté en sortie de U1A pour revenir sur le design de l'alim d'origine. Si cela fonctionne, tu peux remettre en place le PNP en mettant une diode en série avec son émetteur (cathode sur l'émetteur). En effet, ici, la jonction base-émetteur du PNP fonctionne en diode zéner (ce que, au passage, le transistor n'apprécie pas), permettant à un "fort" courant (ou en tous cas plus fort que ce que voudrait U1:A) de passer dans R8, et donc de saturer le transistor ballast -- d'où une trop forte tension de sortie.

[roro04]

Salut !

Ok alors sans le pnp ça fonctionne impeccable c'est déjà une bonne chose.

Par contre pnp + diode sur l'émetteur j'ai à peu près le même souci qu'avant : dés que le potentiomètre courant dépasse un certain seul impossible de modifier la tension elle est au max. Ce qui change c'est que potentiomètre courant au minium aucune tension en sortie d'alimentation et la led de limitation de courant est allumée.

Peut-être essayer avec un autre pnp ?

Merci,
Bonne après midi.

[roro04]

J'ai réalisé les mesures avec le PNP + Diode, voici les résultats en pièce jointe (j'ai laissé les données du précédant tableau si tu veux comparer).
J'ai oublié de préciser, R8 est réalisée avec 4 résistances de 680 ohms ce qui donne 170 ohms au lieu de 180. Ça peut jouer ? Je n'avais que ça...

[Pepito646]

Bonjour Antoane,

J'ai un transfo 2x30V, de 360VA soit 6A/2. le transfo 3 fils de sortie. Je désirerai de faire 2 alim positives. Sinon je ferai une alimentation symétrique comme le conseille Tropique.

En te remerciant.

[Antoane]

Bonsoir,

J'ai oublié de préciser, R8 est réalisée avec 4 résistances de 680 ohms ce qui donne 170 ohms au lieu de 180. Ça peut jouer ? Je n'avais que ça...

Non. Tu utilises déjà une résistance 20 fois plus faible que celle du montage d'origine, on est pas à 5% près

Par contre pnp + diode sur l'émetteur j'ai à peu près le même souci qu'avant : dés que le potentiomètre courant dépasse un certain seul impossible de modifier la tension elle est au max. Ce qui change c'est que potentiomètre courant au minium aucune tension en sortie d'alimentation et la led de limitation de courant est allumée.

C'est normal U1:A veut augmenter la tension au point commun entre R8 et R20. Je disais qu'il ne pouvait pas car la jonction base-émetteur du PNP ajouté passait en conduction zener. En ajoutant une diode, on empêche cette mise en conduction, mais ce n'est pas pour autant qu'on permet à U1:A de faire monter le potentiel qu'il veut.

Le PNP ajouté servait à booster la sortie de l'AOP, à lui permettre de sortir davantage de courant. Cependant, ce "boostage" n'est pas bidirectionnel, il ne peut correctement qu'absorber du courant (dans le sens de la diode qu'on vient d'ajouter). C'est normalement le seul nécessaire mais il existe un autre état stable du montage, dans lequel la sortie de U1:A est bloquée au Vcc. Cet état stable est indésirable, il doit être interdit, en permettant au circuit de boost d'être bidirectionnel. Il n'est cependant pas nécessaire de fournir beaucoup de courant, juste de quoi sortir de cet état stable, une unique diode câblée entre la base et l'émetteur (anode sur la base) du PNP ajouté devrait suffire. Tu peux supprimer la diode que je t'ai proposé d'ajouter au post précédent.

Si ça ne fonctionne toujours pas, tu peux tenter un étage booster complet, en ajoutant un NPN.

En PJ les deux schémas mis à jour.


En espérant que je ne me plante plus...

J'ai un transfo 2x30V, de 360VA soit 6A/2. le transfo 3 fils de sortie. Je désirerai de faire 2 alim positives. Sinon je ferai une alimentation symétrique comme le conseille Tropique.

2x30V, 360VA, ca fait 6A par enroulement ; ca devrait donc te permettre de faire deux alim d'environ 40V*4A, ou une alim symétrique +/-40V-4A, ou une alim 40V*7A
Note que si tu fais deux alim "séparée", elles ne seront pas entièrement indépendantes puisqu'elle auront un point commun au niveau des transformateurs. Tu ne pourras donc a priori pas les utiliser ensemble sur un même montage.

[Pepito646]

Re Antoane,

Tu me confirme mes doutes. Je te remercie de ta gentillesse.

[roro04]

Super ça fonctionne avec la diode entre base et émetteur
Un grand merci à toi Antoane !

Demain je monte les autres transistors ballast, les relais pour la commutation et les autres transformateurs, test en conditions réelles

Je te tiens au courant
Encore merci pour ton aide précieuse et ton implication dans mon projet.
Bonne soirée,
A bientôt.

[roro04]

J'étais en train de regarder comment j'allais mettre en boitier l'alimentation.
J'ai récupéré un rack métallique d'amplificateur de sono qui va me servir de boitier. Y a t-il des contraintes particulières au niveau de la disposition des composants ? Vis-à-vis du rayonnement des transformateurs ou quelque chose comme ça ?

Ca risque d'être serré, ils prennent de la place ces 4 transformateurs

Bonne soirée
@+

[Antoane]

Bonjour,

Non, pas de contraintes particulières de ce point de vue. Juste du point de vue du refroidissement et de l'isolation : le PNP Q5 doit être isolé du radiateur.