Discussions sur la puissance, rendement et alimentations

Edité pour déplacement de messages ne concernant que le point de vue différent concernant la puissance du système et le rendement de l'alimentation.

Bonjour,

Francis a écrit:

... 10A au primaire, mais c'est énorme!...

En effet, c'est énorme. Et de plus ce n'est pas nous qui règlerions cette conso car cela n'est défini que par la fabrication du transfo.

Mais ce n'était qu'un exemple. Je disais que si 10A au primaire avec un transfo 220v/100v on devrait pouvoir recueillir aux environs de 20A au secondaire.
Et s'il n'y a qu'un courant de 2A au primaire... nous ne disposerions que de 4A au secondaire.

Tom a écrit:

... Je pense que Alain a voulu dire 10A en fonction 220v?
beaucoup moins en 12v...

Non, je ne parle qu'avec 12v puisque c'est la seule tension que nous disposons.
Je me re-répète, ce n'est qu'un exemple ou plutôt peut-être une piste de réflexion pour justement arriver à avoir les ampères nécessaires sans pour autant faire exploser le puissance-mètre.

Et un petit point important à préciser je pense :
Nous nous orientons vers une alim de 5v 20A (enfin, pour connaitre le courant max, attendons les essais préliminaires de Francis).

Donc, comme nous devons baisser la tension (12v => 5v) nous devons réaliser une alimentation.
Mais il y a deux points importants, bien distincts, qu'il est important je pense de ne pas confondre :

1/ Le rendement de l'alimentation
Il est vrai qu'arrivé à plus de 10A, avec une alimentation linéaire, la "chauffe" sera assez sympathique.
C'est pourquoi une alimentation à découpage permettrait à cette alimentation de travailler "plus au frais".
Dans ce cas le rendement (de l'alim) est optimum, c'est pour cette raison que dès que les courants deviennent importants on emploie ce type d'alimentation.

Tout petit rappel de fonctionnement :

Spoiler:

2/ Le rendement du système dans son entier
On en revient à la puissance consommée. Pour 10A et avec une batterie de 12v cela fera toujours 120W, de quelque façon qu'on le prenne.
C'est à ce sujet mes pensées batifolaient avec un transfo abaisseur pour pouvoir "récupérer" au secondaire des ampères supplémentaires qui n'auraient pas augmenté la puissance globale puisque définie par : U batterie x I primaire.

C'est donc pour cette raison que je dis qu'il ne faut pas faire confuse entre la recherche de la puissance la plus basse et le fait de mettre une alimentation à découpage.
Cela n'a rien à voir.
Alimentation à découpage ou linéaire, si elle débite 10A par exemple, la puissance consommée sera toujours (au niveau de la batterie) de : U batterie x 10A = 120 W !!

@++

Bonjour,

Merci Jean-Claude pour ces précisions.
Mais je pense que Alain ne sera pas d'accord avec toi!

Ou alors je n'ai rien compris.

Ça deux jours que j'essaie de lui refourguer mon alim à découpage haut rendement.


A+

Bonjour,

Francis a écrit:

... Mais je pense que Alain ne sera pas d'accord avec toi!... Ça deux jours que j'essaie de lui refourguer mon alim à découpage haut rendement...

Peut-être ben qu'oui, peut-être ben qu'non...

Jean-Claude a écrit:

Si on prends un rendement de 80% pour le convertisseur 12V --> 3.5V (20A), cela fait : Ps = 3.5 x 20 = 70 W
et Pe = 70 / 0.8 = 87.5W, soit 7.3A en 12V ou 6.5A en 13.5V.

En bleu, c'est la puissance dissipée uniquement par la cellule : 3,5v à ses bornes et traversée par un courant de 20A.

En rouge... mon désaccord avec vous...
7,3A en 12v ? Si vous êtes d'accord, les seuls 12v qui existent sont ceux de la batterie.
Or, je voudrai bien comprendre comment la batterie ne fournirait que 7,3A et que quelques centimètres plus loin la cellule se retrouverait avec 20A.

Dans mes derniers posts je mets en avant le fait que le point le plus important à régler pour nous est le rendement du système donc en priorité le courant que doit délivrer la batterie. Le courant supplémentaire consommé par l'éventuel élément abaisseur de tension est important bien sûr mais n'entre dedans que dans une très très faible mesure (peut-être de l'ordre de 500mA max par rapport aux 10A du système).

Je m'axe sur le rendement du système. Le rendement de l'alimentation ne concerne que l'alimentation elle-même c'est tout.

Mais, avant que je me range à votre avis, je vous demande de me répondre sur ce point suivant :

1er cas : Nous avons une batterie 12v et une cellule qui consomme 10A (à l'entrée de la cellule, il y a donc un courant de 10A). La batterie doit donc délivrer un courant de 10A.

2ème cas : Nous avons une batterie de 12v, plus une alimentation linéaire (supposons d'un rendement de 30%), et une cellule qui consomme toujours 10A (à l'entrée de la cellule, il y a donc un courant de 10A).

3ème cas : Nous avons une batterie de 12v, plus une alimentation à découpage (supposons d'un rendement de 90%), et une cellule qui consomme toujours 10A (à l'entrée de la cellule, il y a donc un courant de 10A).

Je vous demande donc le courant que doit fournir la batterie dans le 2ème cas et le 3ème cas, en négligeant bien sûr le courant supplémentaire consommé par l'alimentation elle-même pour son fonctionnement interne (cis, résistances, leds éventuelles etc..) qui, de toute façon, est très faible.

Voilà, voilu... Je ne demande qu'à être surpris.

@++

Bonjour,

Tentons une explication!

Alain a dit:

Citation :

7,3A en 12v ? Si vous êtes d'accord, les seuls 12v qui existent sont ceux de la batterie.
Or, je voudrai bien comprendre comment la batterie ne fournirait que 7,3A et que quelques centimètres plus loin la cellule se retrouverait avec 20A.

Normalement, c'est la chute de la tension au secondaire qui permet d'augmenter l'ampérage

Exemple:
12v au primaire 5v au secondaire, nous avons bien un rapport de 2.4.
Si au primaire le courant est de 10A, au secondaire nous devrions avoir 10 X 2.4 = 24A.

C'est comme cela que fonctionnent tous les transfos, non?

A+

Bonjour Francis,

C'est probable et même certain.

Mais... nous n'utilisons pas de transfo, uniquement une batterie.

Et justement, dans les exemples que je viens de donner, nous serons d'accord sur tout si nous avons les mêmes résultats à la question que j'ai posée.

@++

Re,

Les alimentations par transfo, laissent place aux alim à découpage.

Avec ce dernier, le rapport est toujours le même!

Maintenant c'est bien pour cela que j'avais demandé à Jean-Claude, si il pouvait faire une simulation, afin de déterminer si dans notre cas, ce type d'alimentation nous conviendrait!

A+

Bonjour Francis,

Mais il y a-t-il une quelconque impossibilité à répondre à ma toute petite question :

Citation :

Je vous demande donc le courant que doit fournir la batterie dans le 2ème cas et le 3ème cas, en négligeant bien sûr le courant supplémentaire consommé par l'alimentation elle-même pour son fonctionnement interne (cis, résistances, leds éventuelles etc..) qui, de toute façon, est très faible.

@++

Bonsoir,

Sur que je ne peux te répondre!
Mon niveau, en électronique sur ce point ne me le permet pas.


Mais je cherche et propose!


A+

Bonsoir,

Alors dans ce document:

http://f-cpu.seul.org/~nico/astromech/alim/alimentation.html

Avec une batterie 24V, il en sort 5V/3A et consomme 0.8A sous 24V


A lire!

Re,

Un autre document d'un constructeur:

http://www.etapower.com/pdf/NVD-SC.pdf

Qu'en pensez vous?

A+

Bonjour Francis,

Je t'avais répondu hier soir et... après avoir passé toute la nuit avec notre ami Google sur les alims à découpage je suis obligé de revoir mon jugement.

Je vous dnne donc le résultat :

L'explication vient du fait que, avec une alimentation à découpage, pour connaitre le courant délivré par la batterie, il suffit simplement de faire :

I = P / U
Avec P = puissance délivrée à la sortie et U = tension batterie.

Donc pour 3,5v/10A en sortie de l'alim :

• Avec une batterie de 6v : I batterie = 5,8A
  
  
• Avec une batterie de 12v : I batterie = 2,9A

Prenons en compte le rendement que nous supposons de 80% :
Dans les deux cas, la consommation supplémentaire est la même : 0,7A (ne dépendant pas de la tension à l'entrée mais de la puissance en sortie : 35W).

Ce qui nous ferait consommer au total :

• Avec une batterie de 6v : I batterie = 6,5A
  
  
• Avec une batterie de 12v : I batterie = 3,6A

Et pour 10A en sortie... Pas mal quand même !

Mais pourquoi tous les expérimentateurs dans le monde qui travaillent comme nous sur le sujet n'ont jamais employé ce moyen car, pour nous, la consommation est un élément primordial ?
Pourquoi n'applique-t-on pas ce principe (avec ampoule 6v) ne serait-ce que pour alimenter les phares des voitures qui sont de gros consommateurs d'ampères ?
Enfin, plein d'autres questions de ce style...

@++

Bonjour,

Pour le "pro", j'ai souvent des systèmes qui fonctionnent sur batterie, avec la toute la partie microprocesseur et logique qui fonctionne sur 5V (maintenant c'est plutôt du 3.3V ou 2.7V).

Dans le temps on utilisait un 7805, régulateur linéaire, pour 0.5A sur le 5V, on a bien 0.5A sur le 12V. Ce qui correspond à ton 2eme cas.

Actuellement on utilise un régulateur à découpage, aussi appelé convertisseur, et pour 0.5A sous 5V, on a 0.25 A sous 12V (rendement de 80%), et on gagne en autonomie sur la batterie. C'est le principe même de ce type de régulateur. Ce qui correspond à ton 3eme cas.

La doc de Francis est très bien.

A+

JCV

Bonjour,

Jean-Claude a écrit:

... La doc de Francis est très bien...

Pas tout à fait quand même... du moins pour moi et tous ceux qui n'ont jamais travaillé avec les alims à découpage.

Les résultats sont justes en effet ("Une alimentation 5V/3A avec un rendement de 80% tire dans les 800 mA en continu et en pointe.) mais ce n'est qu'un résultat assené sans aucune explication.
Et comme je n'ai pas forcément l'habitude de systématiquement tout prendre en vrac si je ne comprends pas, je restais donc sur mes positions ou plutôt sur mes connaissances (faibles certes puisque n'ayant jamais travaillé sur les alims à découpage).
Et jusqu'à ce jour (ou plutôt cette nuit) je n'avais jamais trouvé une seule explication...

Quoique non, toi, tu en avais donné une : Ton post d'hier.

Et j'aurai du te demander des explications complémentaires car pour moi, avec ta formule (Pe = 70 / 0.8 = 87.5W), tu ne faisais intervenir que le rendement pour déterminer le courant batterie.

Il est dommage que sur tous les documents listant les avantages de ce style d'alimentation on ne met en avant que l'utilisation d'un transfo et capa moins grands.
Mais ça m'a au moins permis d'approfondir un peu plus mes connaissances...

@++

PS : J'édite mon précédent post pour supprimer toutes les interrogations/doutes que j'y ai formulé.

Bonjour Alain,

Il y a aussi ce document qui témoigne, du rendement de ces alims.

http://www.etapower.com/pdf/NVD-SC.pdf

Dans le premier tableau, la tension de départ est du 12V.

Ce sont des données constructeur.

A+

Bonjour,

En simplifiant un peu :

- Dans une alimentation classique, le transistor "ballast" fonctionne en linéaire.
Exemple: pour une alimentation 5V à partir du 12V, avec un courant de 1A, le transistor "ballast" va dissiper (12 - 5) x 1 = 7W.
La puissance de sortie est de 5 x 1 = 5W.
La puissance d'entrée est de 5W + 7W = 12W = Puissance de sortie + puissance dissipée, soit un courant sur le 12V de: 12W / 12V = 1A.

- Dans une alimentation à découpage, le transistor "ballast" fonctionne en tout ou rien à une fréquence élevée, le lissage en courant continu de sortie est fait par une self, et une diode de roue libre.

Exemple: toujours pour 5V et 1A en sortie à partir d'un 12V en entrée.
La puissance de sortie est de 5 x 1 = 5W.
La puissance dans le transistor "ballast" est de: soit (transistor saturé) 0V x 1A = 0W, soit (transistor bloqué) de (12V - 5V) x 0A = 0W.
On aura une puissance dissipée dans la self (si elle fait 0.1Ohms) 0.1 x 1A x 1A = 0.1W, et une puissance dissipée dans la diode de roue libre: (diode Schottky) 0.3V x 1A = 0.3W.

Si on fait un bilan des puissances, la puissance consommée par notre alimentation sera de : 5W + 0W + 0.1W + 0.3W = 5.4W, soit un courant sur le 12V de: 5.4W / 12V = 0.45A.


A+

JCV

Bonjour à tous,

Vous avez lu, dans un autre post, que la cellule avait dépassé les 20A sous 5V.

L'on peut supposer que 5V serait de trop maintenant, pourquoi pas 3V.

A 3V, le rendement ne serait que meilleur!

Je relance donc le débat, comment réaliser les relevés tensions/ampères et production de gaz+lessive de soude, avec une alimentation fixe.

Ce n'est pas possible, vous en conviendrez!

Alors, pour pouvoir faire des relevés différents, je vous propose que l'on s'oriente vers une alimentation à découpage.

Vos avis!

A+

Bonsoir,

Sauf à avoir loupé un épisode.. (et ça serait pas la première fois ) c'était ce qui était prévu dès le début si une alimentation (abaisseur de tension) devait être employée.

Et tu penses que ça va être difficile, voire impossible, de continuer les premiers essais avec uniquement ton alim 5v ?

@++

Bonjour Alain,

Avec mon alimentation PC 5v, je n'aurais qu'un seul résultat.

Plus de 20A/5V/X gaz.

Et si à 2.5v, 3V ou 4V on avait autant de gaz?

Seulement voilà, je ne peux réaliser ce test, je ne possède pas une telle alimentation!

A moins que l'on puisse modifier l'alim PC, et la rendre plus ou moins réglable.

A+

Bonjour Francis,

Le problème est que ton alim, parce que le courant dépasse ses limites fait agir ses protections et refuse de fonctionner.

Peut-être avec moins de lessive de soude ?

Quant à l'alim à découpage, de toute façon on va être obligé de passer par là et pas uniquement pour ce projet car elle servira pour tous les projets. De plus elle ne sera pas très compliquée à fabriquer et d'un cout très raisonnable.

Mais même avec elle, le problème restera le même si trop fort ampérage.

Dans notre électronique il est nécessaire d'insérer un système régulateur de courant.
Tu peux le faire très rapidement avec un mosfet commandé par une tension continue (potar). Et ça aura l'avantage de diminuer la tension aux bornes de la cellule.
Par contre... radiateur, ventilo et mini clim pour ce mosfet !!! Enfin, il faudra en mettre au moins 2 en parallèle

@++

Bonjour Francis,

Pour l'instant, je pense aussi qu'il faut ajuster le courant en dosant la lessive de soude.

Ou comme le dit l'admin, ajuster le courant avec un mosfet à partir du 5V, le rendement ne sera pas terrible (20A, 2V = 40W à dissiper), mais pour les essais ...

A+

JCV

Bonjour à vous,

Pour la lessive de soude, pas de problème, j'établirai des dosages différents.

Il faut savoir, que 1A (peu importe la tension), donne 0.627L/h de gaz.
Pour 20A, on aura 12.54L/h.
Cela sera t'il suffisant? Personne ne le sait!
Alors si la cellule accepte 30A, pourquoi pas!

C'est bien pour cela que l'alim, doit être "no limit".

20 ou 30 ampères doivent être possible ou à envisager.

Mais là, tout se corse, ou vais je trouver autant de puissance?

Je propose donc de faire des essais avec une batterie.
Mais par contre, il me faut absolument pouvoir gérer tension et courant.

Je vais donc faire appel à vos connaissances pour établir une carte de régulation.

Pouvez vous me fournir un schéma, afin de poursuivre les essais?

Ou, tout autre solution?

A+

Bonsoir à Tous !

Pour tout ce qui concerne l'alimentation à découpage merci de poster dans le sujet approprié : Réalisation d'une alimentation à découpage

@++