Simulation de la résonance

Bonjour,

Un circuit LC classique :


Avec un pont diviseur par 1000 (R1/R2) afin de pouvoir mesurer la THT.
Échelle 1v pour 1000v à l'entrée (en réalité : 1000v = 0.999v).

Amplitude des créneaux à l'entrée : 10v

Fréquence de résonance avec L = 100uH et C=100nF : 50,329Khz

Voie A (en haut) : créneaux 10v Voie B (en bas) : Mesure aux bornes de R2 Amplitude = 0,35v Soit 350v pour 10v à l'entrée. Et nous remarquons que les créneaux se sont agréablement transformés en très belles sinusoïdes !

Nous augmentons la fréquence...
Fréquence de résonance avec L = 100uH et C=10nF : 159,155Khz

Voie A (en haut) : créneaux 10v Voie B (en bas) : Mesure aux bornes de R2 Amplitude = 1v (même supérieur) Soit 1000v pour 10v à l'entrée.

Bon, bien sûr, aucun scoop...
Mais ça peut faire du bien de visualiser un peu ce qui va se passer ou plutôt ce que nous allons tenter de faire.

Avec un petit bémol néanmoins : une haute THT correspond à une haute fréquence.

Ce que nous n'aurons pas forcément avec les valeurs de notre cellule...

@++

Normalement, si tu augmente l'inductance de L1, la fréquence de résonance devrait baisser.
De façon plus prononcée encore si tu augmente la capacitance de C1.
Il est intéressant de constater l'influence de chaque paramètres dans la résonance
http://www.sciences.univ-nantes.fr/sites/genevieve_tulloue/Elec/Alternatif/transfert2RLC.php


Edit : corrigé la faute de frappe inintéressant --> intéressant

Bonjour Christophe,

Citation :

Il est inintéressant de constater l'influence de chaque paramètres dans la résonance

Je ne vois pas très bien ce que tu trouves inintéressant.

La seule chose que je voulais signaler est qu'il sera plus facile d'avoir une THT importante avec une fréquence élevée, et non l'inverse.
Relation entre fréquence de résonance et amplitude de cette résonance.

Et je précise ensuite que nous n'allons néanmoins pas avoir trop de paramètres pour arriver à cela.

Que la valeur de la self d'ailleurs, puisque la valeur de la cellule (C) sera fixée à sa fabrication.

@++

Oups ! C'est un bégaiement de clavier !!! Je voulais dire INTéressant  bien-sure
Je corrige de suite !

Citation :

C'est un bégaiement de clavier

Bonjour,

Je continue mes essais sur la résonance mais cette fois un peu plus pratique, plus en rapport avec nos projets.

Envoi de créneaux avec gate time.

J'ai utilisé une fréquence de résonance de 1500hz avec des trains d'impulsions de 12 créneaux.

Génération des signaux :

Montage classique à 555. U2 génère les créneaux de fréquence 1500hz (1590 pour être précis) et de rapport cyclique 50/50. U1 génère le gate time, lui aussi de rapport cyclique 50/50 - Nous avons des trains de 12 impulsions. Et U3:A permet de synchroniser le gate time avec les créneaux afin de ne pas avoir de créneaux tronqués en début/fin de train. Créneaux en sortie de U4:A :

Partie puissance et selfs/cellule (condensateur) :


J'ai utilisé un simple bipolaire (2N2222) pour piloter le transfo.

Transfo
Primaire : 1mH
Secondaire : 2mH

Selfs
Deux selfs de 1,12mH (exactement : 1,126mH)

Cellule
Un condensateur de 10uF

La fréquence de résonance de LC est donc de 1500hz.

A noter que j'ai référencé la partie secondaire du transfo à la masse (entre secondaire et L2).

Aux bornes de la cellule (C3) un pont diviseur par 1000 afin de pouvoir mesurer la THT aux bornes de la cellule.
Mesure aux bornes de R3.

Cette mesure est effectuée à l'aide d'un montage différentiel (U5:A).

RÉSULTATS :
Donc aux bornes de R3.

Nos 12 impulsions sont bien présentes. Voie A utilisée. Et une montée progressive de cette THT (tiens, ça rappelle un peu les chronos Meyer   ). L'échelle étant de 1v pour 1000v, la THT à la 12ème impulsion est donc de : 4000 volts !

J'ai poursuivi un peu et j'ai essayé avec un nombre plus grand de créneaux (17) :


hé bien, on se rend compte qu'à partir d'un certain nombre d'impulsions (ici, 12), la THT ne progresse plus, elle reste stable.

Et cela pourrait être une bonne indication pour sélectionner le nombre de créneaux dans le train afin d'obtenir la THT désirée, du moins le maximum.

On se rend compte aussi que nous envoyons des créneaux (310us) et qu'au final nous recueillons aux bornes de la cellule des impulsions assez fines de 10 à 15us à la base  :


DEUXIÈME  TEST :

Le transfo était piloté par un circuit on ne peut plus classique à base de 2N2222.

Je l'ai remplacé par le type de circuit que nous allons normalement utiliser, avec un mosfet :

U2:A est en réalité U4:A du précédent schéma.
Car en rajoutant d'autres composant (commande mosfet) j'ai du tout ré-annoter automatiquement.

Et, dans ce cas, vous allez voir, le résultat est assez surprenant.

Créneaux sur le gate du mosfet :


Et aux bornes de la cellule :

Toujours la voie A utilisée. La THT atteint alors 10600 volts ! Et, très étrange, nous n'avons plus de montée progressive de la THT.

Décidément, nous ne savons ni ne maitrisons pas tout !

Ensemble des schémas (pdf) utilisés pour ces tests de résonance à 1500hz

ET LE COURANT DANS TOUT CA ?

Hé oui, car en effet, il est fort probable qu'avec cette THT nous obtenions une quantité de bulles certaine.

Mais encore faudrait-il savoir avec quel courant.

Je précise que le Vcc est de 12v.

J'ai placé une résistance de 1 ohm sur la source du mosfet, l'autre côté à la masse.
Et j'ai relevé la tension aux bornes de celle-ci :


Édifiant ! Et même encourageant  

J'ai calculé le courant moyen sur la période d'un train d'impulsions + gate time.

Cool, non, je ne vais pas me remettre aux intégrales, je laisse ce menu plaisir aux plus jeunes  

Par simplification, j'ai donc considéré chaque signal comme un créneau.
C'est faux bien sûr.
Ainsi cette conso calculée sera un peu plus importante qu'avec les vrais signaux, mais peu importe, c'est juste pour avoir un ordre d'idée.

J'ai donc pris :
1er créneau : 312us pour 4,3v (4,3A pendant 312us)
2ème créneau : 299us pour 1,6v
3ème créneau : 313us pour 0,7v

Et pour les 9 créneaux suivants, j'ai pris celui du dernier (le plus grand des 9) : 306us pour 0,43v.

La différence de durée entre les différents "créneaux" est due à ma mesure qui n'était pas forcément toujours exactement à la base du signal.
La durée réelle pour chaque signal doit être de 305us environ je pense.

Pour une période complète de train de 12 impulsions + gate time cela nous fait consommer (en moyenne) :


Pas mal non ?  
D'autant plus que la conso réelle est moins importante puisque, comme je vous l'ai dit, j'ai pris très large (des créneaux à la place de la vraie forme des signaux).

Bon, tout a été réalisé au simulateur.
Il y aura probablement et même très certainement des différences avec l'emploi de composants réels mais... l'électronique reste (normalement   ) toujours de l'électronique et nous devrions quand même arriver à un résultat à peu près similaire.

Du moins, croisons les doigts...

@++